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Mix Example - MOTION Questions in Hindi

Class 9 Science · MOTION · Mix Example - MOTION

247+

Questions

Hindi

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100%

With Solutions

Showing 50 of 247 questions in Hindi

151
Medium
आकृति विराम अवस्था से शुरू होने वाली कार के लिए वेग-समय ग्राफ दर्शाती है। ग्राफ में तीन खंड $AB$,$BC$ और $CD$ हैं।
$(i)$ इस ग्राफ के अध्ययन से बताएं कि किसी भी खंड में तय की गई दूरी कैसे निर्धारित की जाती है।
$(ii)$ खंड $BC$ में तय की गई दूरी की तुलना खंड $AB$ में तय की गई दूरी से करें।
$(iii)$ किस खंड में कार का त्वरण शून्य है?
$(iv)$ क्या त्वरण का परिमाण मंदन (retardation) से अधिक है या कम? कारण दें।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ किसी भी खंड में तय की गई दूरी उस खंड के लिए वेग-समय ग्राफ के अंतर्गत क्षेत्रफल की गणना करके निर्धारित की जाती है।
$(ii)$ खंड $AB$ में दूरी = त्रिभुज $OAB$ का क्षेत्रफल = $\frac{1}{2} \times \text{आधार} \times \text{ऊंचाई} = \frac{1}{2} \times t \times V_{0} = \frac{1}{2} V_{0}t$.
खंड $BC$ में दूरी = $BC$ के नीचे आयत का क्षेत्रफल = $\text{लंबाई} \times \text{चौड़ाई} = (2t - t) \times V_{0} = t \times V_{0} = V_{0}t$.
दोनों की तुलना करने पर,खंड $BC$ में तय की गई दूरी,खंड $AB$ में तय की गई दूरी की दोगुनी है (अनुपात $2:1$)।
$(iii)$ खंड $BC$ में,वेग स्थिर है,इसलिए कार का त्वरण शून्य है।
$(iv)$ त्वरण का परिमाण मंदन से कम है।
कारण: त्वरण का परिमाण = $AB$ का ढाल = $\frac{V_{0}}{t}$.
मंदन का परिमाण = $CD$ का ढाल = $\frac{V_{0}}{0.5t} = 2\frac{V_{0}}{t}$. अतः,मंदन अधिक है।
152
Medium
नीचे दिए गए वेग-समय ग्राफ द्वारा दर्शाई गई वस्तु की गति के बारे में हम क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ यह ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक क्षैतिज रेखा दिखाता है,जो दर्शाता है कि वेग समय के साथ स्थिर रहता है। यह एक समान वेग से गतिमान वस्तु को दर्शाता है।
$(ii)$ यह ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक धनात्मक ढाल वाली सीधी रेखा दिखाता है,जो दर्शाता है कि वेग समय के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है। यह एक समान त्वरण के साथ गतिमान वस्तु को दर्शाता है।
$(iii)$ यह ग्राफ एक ऋणात्मक ढाल वाली सीधी रेखा दिखाता है,जो दर्शाता है कि वेग समय के साथ रैखिक रूप से घटकर शून्य हो जाता है। यह एक समान मंदन के साथ गतिमान वस्तु को दर्शाता है।
$(iv)$ यह ग्राफ दर्शाता है कि वेग रैखिक रूप से घटकर शून्य हो जाता है (एक समान मंदन),फिर कुछ समय अंतराल के लिए शून्य पर रहता है (विराम अवस्था),और फिर रैखिक रूप से बढ़ता है (एक समान त्वरण)।
153
MediumMCQ
निम्नलिखित विस्थापन-समय ग्राफ द्वारा दर्शाए गए कण की गति की प्रकृति क्या है?
A
$(i)$ एकसमान वेग,(ii) विराम,(iii) एकसमान त्वरण,(iv) असमान वेग
B
$(i)$ विराम,(ii) एकसमान वेग,(iii) एकसमान त्वरण,(iv) असमान वेग
C
$(i)$ विराम,(ii) एकसमान वेग,(iii) एकसमान वेग फिर विराम,(iv) एकसमान वेग फिर वापसी
D
$(i)$ एकसमान वेग,(ii) विराम,(iii) एकसमान वेग फिर विराम,(iv) एकसमान वेग फिर वापसी

Solution

(C) $(i)$ ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक क्षैतिज रेखा है,जो यह दर्शाता है कि समय के साथ विस्थापन नहीं बदलता है; इसलिए,कण विराम अवस्था में है।
$(ii)$ ग्राफ समय अक्ष पर झुकी हुई एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाता है कि विस्थापन एक स्थिर दर से बदलता है; इसलिए,कण एकसमान वेग से गति कर रहा है।
$(iii)$ ग्राफ एक स्थिर ढलान वाली सीधी रेखा और उसके बाद एक क्षैतिज रेखा दिखाता है,जो यह दर्शाता है कि कण एकसमान वेग से चलता है और फिर अचानक विराम अवस्था में आ जाता है।
$(iv)$ ग्राफ एक धनात्मक ढलान वाली सीधी रेखा और उसके बाद शून्य विस्थापन अक्ष पर वापस आने वाली ऋणात्मक ढलान वाली सीधी रेखा दिखाता है,जो यह दर्शाता है कि कण एकसमान वेग से चलता है और फिर उसी वेग के साथ शुरुआती बिंदु पर वापस आ जाता है।
154
Difficult
एकसमान त्वरित गति के लिए निम्नलिखित समीकरणों को व्युत्पन्न कीजिए:
$(i)$ $v = u + at$
$(ii)$ $S = ut + \frac{1}{2}at^2$
$(iii)$ $v^2 - u^2 = 2aS$, जहाँ प्रतीकों के अपने सामान्य अर्थ हैं।

Solution

(N/A) मान लीजिए कि एक वस्तु का प्रारंभिक वेग $u$ है और यह $t$ समय के लिए एकसमान त्वरण $a$ के साथ गति कर रही है। अंतिम वेग $v$ और तय की गई दूरी $S$ है।
$(i)$ त्वरण को वेग परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है:
$a = \frac{v - u}{t}$
$at = v - u$
$v = u + at$
$(ii)$ एकसमान त्वरण के लिए औसत वेग:
$\bar{v} = \frac{u + v}{2} \quad \dots(1)$
साथ ही, औसत वेग कुल विस्थापन बटा समय होता है:
$\bar{v} = \frac{S}{t} \quad \dots(2)$
समीकरण $(1)$ और $(2)$ की तुलना करने पर:
$\frac{u + v}{2} = \frac{S}{t} \implies S = \left( \frac{u + v}{2} \right) t \quad \dots(3)$
समीकरण $(3)$ में $v = u + at$ रखने पर:
$S = \left( \frac{u + (u + at)}{2} \right) t$
$S = \left( \frac{2u + at}{2} \right) t$
$S = ut + \frac{1}{2}at^2$
$(iii)$ समीकरण $(3)$ से, $S = \left( \frac{u + v}{2} \right) t$. $v = u + at$ से, हमें $t = \frac{v - u}{a}$ प्राप्त होता है।
समीकरण $(3)$ में $t$ का मान रखने पर:
$S = \left( \frac{u + v}{2} \right) \left( \frac{v - u}{a} \right)$
$S = \frac{v^2 - u^2}{2a}$
$v^2 - u^2 = 2aS$
155
Medium
विस्थापन-समय ग्राफ से आप क्या समझते हैं? एक समान वेग से स्कूल जा रही एक लड़की के लिए विस्थापन-समय ग्राफ खींचिए। हम इससे एक समान वेग की गणना कैसे कर सकते हैं?

Solution

(N/A) विस्थापन-समय ग्राफ में,समय को $x$-अक्ष पर और वस्तु के विस्थापन को $y$-अक्ष पर लिया जाता है।
चूंकि $\text{वेग} = \frac{\text{विस्थापन}}{\text{समय}}$,इसलिए विस्थापन-समय ग्राफ का ढाल (slope) वेग प्रदान करता है।
एक समान गति से सीधी रेखा में स्कूल जा रही लड़की के लिए,विस्थापन-समय ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा होती है (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है)।
लड़की का वेग सीधी रेखा $OP$ का ढाल ज्ञात करके प्राप्त किया जा सकता है।
ग्राफ पर बिंदुओं $A$ और $B$ का उपयोग करते हुए:
$\text{वेग} (v) = \frac{\text{विस्थापन में परिवर्तन}}{\text{समय में परिवर्तन}} = \frac{BC}{AC} = \frac{40 \text{ m} - 20 \text{ m}}{4 \text{ s} - 2 \text{ s}} = \frac{20 \text{ m}}{2 \text{ s}} = 10 \text{ m s}^{-1}$.
Solution diagram
156
Difficult
वेग-समय ग्राफ क्या है? बताइए कि इसका उपयोग निम्नलिखित ज्ञात करने के लिए कैसे किया जा सकता है:
$(i)$ किसी पिंड का त्वरण।
$(ii)$ पिंड का विस्थापन।
$(iii)$ दिए गए समय में तय की गई दूरी।

Solution

(N/A) वेग-समय ग्राफ में,समय को $x$-अक्ष पर और वेग को $y$-अक्ष पर लिया जाता है।
$(i)$ चूंकि त्वरण $=$ वेग में परिवर्तन $/$ समय होता है,इसलिए वेग-समय ग्राफ का ढाल (slope) त्वरण प्रदान करता है। यदि ढाल धनात्मक है,तो यह त्वरित गति है और यदि ढाल ऋणात्मक है,तो यह मंदित गति है।
$(ii)$ चूंकि वेग $\times$ समय $=$ विस्थापन होता है,इसलिए ग्राफ और समय अक्ष के बीच घिरा हुआ क्षेत्रफल विस्थापन को दर्शाता है। समय अक्ष के ऊपर का क्षेत्रफल धनात्मक विस्थापन और समय अक्ष के नीचे का क्षेत्रफल ऋणात्मक विस्थापन को दर्शाता है। कुल विस्थापन इन क्षेत्रफलों के बीजगणितीय योग द्वारा प्राप्त किया जाता है।
$(iii)$ पिंड द्वारा तय की गई कुल दूरी,वेग-समय ग्राफ और समय अक्ष के बीच घिरे क्षेत्रफलों के परिमाणों का अंकगणितीय योग (चिह्न को नजरअंदाज करते हुए) होती है।
157
Medium
एक ही स्थान से शुरू होकर सीधी सड़क पर एक ही दिशा में चलने वाली कारों $A$ और $B$ का $v-t$ ग्राफ दिखाया गया है। गणना करें:
$(i)$ $0$ और $8\, s$ के बीच कार $A$ का त्वरण।
$(ii)$ $2\, s$ और $4\, s$ के बीच कार $B$ का त्वरण।
$(iii)$ वे समय बिंदु जिन पर दोनों कारों का वेग समान है।
$(iv)$ $8\, s$ के बाद दोनों कारों में से कौन सी कार आगे है और कितनी दूरी से?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ $0$ से $8\, s$ के बीच कार $A$ का त्वरण रेखा का ढलान है:
$a = \frac{v_f - v_i}{t_f - t_i} = \frac{80 - 0}{8 - 0} = 10\, m/s^2$.
$(ii)$ $2$ से $4\, s$ के बीच कार $B$ का त्वरण रेखा का ढलान है:
$a = \frac{v_f - v_i}{t_f - t_i} = \frac{60 - 20}{4 - 2} = \frac{40}{2} = 20\, m/s^2$.
$(iii)$ दोनों कारों का वेग तब समान होता है जहाँ दोनों रेखाएँ एक-दूसरे को काटती हैं,जो $t = 2\, s$ और $t = 6\, s$ पर होता है।
$(iv)$ तय की गई दूरी $v-t$ ग्राफ के नीचे का क्षेत्रफल है।
$8\, s$ में कार $A$ द्वारा तय की गई दूरी = त्रिभुज का क्षेत्रफल (आधार $8\, s$ और ऊँचाई $80\, m/s$) = $\frac{1}{2} \times 8 \times 80 = 320\, m$.
$8\, s$ में कार $B$ द्वारा तय की गई दूरी = त्रिभुज का क्षेत्रफल ($t=1$ से $2$) + समलंब का क्षेत्रफल ($t=2$ से $4$) + आयत का क्षेत्रफल ($t=4$ से $8$).
क्षेत्रफल = $(\frac{1}{2} \times 1 \times 20) + (\frac{20+60}{2} \times 2) + (4 \times 60) = 10 + 80 + 240 = 330\, m$.
चूँकि $330\, m > 320\, m$,कार $B$ $330 - 320 = 10\, m$ आगे है।
158
Medium
ऊपर जाती हुई पैसेंजर लिफ्ट का वेग$-$समय ग्राफ नीचे चित्र में दर्शाया गया है।
$(i)$ रेखाओं $OA$ और $BC$ द्वारा दर्शाई गई लिफ्ट की गति के प्रकार को पहचानें।
$(ii)$ लिफ्ट का त्वरण ज्ञात करें:
$(a)$ पहले दो सेकंड के दौरान।
$(b)$ $3^{rd}$ और $10^{th}$ सेकंड के बीच।
$(c)$ अंतिम दो सेकंड के दौरान।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ रेखा $OA$ द्वारा दर्शाई गई गति एकसमान त्वरित गति है और रेखा $BC$ द्वारा दर्शाई गई गति एकसमान मंदित गति (ऋणात्मक त्वरण) है।
$(ii)$ लिफ्ट का त्वरण इस प्रकार ज्ञात किया जाता है:
$(a)$ पहले दो सेकंड के दौरान ($OA$ से):
प्रारंभिक वेग $u = 0 \ m/s$,अंतिम वेग $v = 4.6 \ m/s$,समय $t = 2 \ s$.
$a = \frac{v - u}{t} = \frac{4.6 - 0}{2} = 2.3 \ m/s^2$.
$(b)$ $3^{rd}$ और $10^{th}$ सेकंड के बीच,ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है,जो स्थिर वेग को दर्शाता है। इसलिए,त्वरण $0 \ m/s^2$ है।
$(c)$ अंतिम दो सेकंड के दौरान ($BC$ से):
प्रारंभिक वेग $u = 4.6 \ m/s$,अंतिम वेग $v = 0 \ m/s$,समय $t = 12 - 10 = 2 \ s$.
$a = \frac{v - u}{t} = \frac{0 - 4.6}{2} = -2.3 \ m/s^2$.
159
Medium
$(a)$ निम्नलिखित स्थितियों के लिए वेग-समय ग्राफ खींचिए:
$(i)$ जब वस्तु स्थिर हो।
$(ii)$ जब वस्तु को ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर फेंका जाता है।
$(b)$ मोटरसाइकिल $A$ का एक मोटरसाइकिल सवार जो $36 \, km \, h^{-1}$ की गति से यात्रा कर रहा है,ब्रेक लगाता है और $10 \, s$ में मोटरसाइकिल को रोक देता है। मोटरसाइकिल $B$ का एक अन्य सवार जो $18 \, km \, h^{-1}$ की गति से यात्रा कर रहा है,ब्रेक लगाता है और $20 \, s$ में मोटरसाइकिल को रोक देता है। दोनों मोटरसाइकिलों के लिए चाल-समय ग्राफ खींचिए। रुकने से पहले दोनों में से कौन सी मोटरसाइकिल अधिक दूरी तय करेगी?
Question diagram

Solution

(N/A) मोटरसाइकिल $A$ के लिए:
प्रारंभिक वेग $u = 36 \, km \, h^{-1} = \frac{36 \times 5}{18} = 10 \, m \, s^{-1}$।
अंतिम वेग $v = 0 \, m \, s^{-1}$।
समय $t = 10 \, s$।
मोटरसाइकिल $B$ के लिए:
प्रारंभिक वेग $u = 18 \, km \, h^{-1} = \frac{18 \times 5}{18} = 5 \, m \, s^{-1}$।
अंतिम वेग $v = 0 \, m \, s^{-1}$।
समय $t = 20 \, s$।
तय की गई दूरी चाल-समय ग्राफ के नीचे के क्षेत्रफल के बराबर होती है।
रुकने से पहले $A$ द्वारा तय की गई दूरी = त्रिभुज $OPQ$ का क्षेत्रफल = $\frac{1}{2} \times \text{आधार} \times \text{ऊंचाई} = \frac{1}{2} \times 10 \, s \times 10 \, m \, s^{-1} = 50 \, m$।
रुकने से पहले $B$ द्वारा तय की गई दूरी = त्रिभुज $OMN$ का क्षेत्रफल = $\frac{1}{2} \times \text{आधार} \times \text{ऊंचाई} = \frac{1}{2} \times 20 \, s \times 5 \, m \, s^{-1} = 50 \, m$।
निष्कर्ष: दोनों मोटरसाइकिलें रुकने से पहले समान दूरी तय करती हैं।
160
Medium
एक वस्तु एक सीधी रेखा में एकसमान त्वरण के साथ गति कर रही है। निम्नलिखित तालिका समय के विभिन्न क्षणों पर वस्तु का वेग दर्शाती है।
समय $(s)$$0$$1$$2$$3$$4$$5$$6$
वेग $(m s^{-1})$$2$$4$$6$$8$$10$$12$$14$

ग्राफ खींचिए।
ग्राफ से:
$(i)$ $2.5 \ s$ के अंत में वस्तु का वेग ज्ञात कीजिए।
$(ii)$ त्वरण की गणना कीजिए।
$(iii)$ अंतिम $4 \ s$ में तय की गई दूरी की गणना कीजिए।

Solution

(N/A) $(i)$ वेग-समय ग्राफ का अवलोकन करने पर, $t = 2.5 \ s$ पर, वेग $7 \ m s^{-1}$ है।
$(ii)$ त्वरण $(a)$ वेग-समय ग्राफ की ढाल (slope) है।
$a = \frac{v - u}{t} = \frac{14 - 2}{6 - 0} = \frac{12}{6} = 2 \ m s^{-2}$.
$(iii)$ अंतिम $4 \ s$ में ($t = 2 \ s$ से $t = 6 \ s$ तक) तय की गई दूरी इन समय अंतरालों के बीच वेग-समय ग्राफ के नीचे के क्षेत्रफल के बराबर होती है।
यह क्षेत्रफल एक समलंब (trapezium) $ABCD$ बनाता है जहाँ समांतर भुजाएँ $t = 2 \ s$ $(6 \ m s^{-1})$ और $t = 6 \ s$ $(14 \ m s^{-1})$ पर वेग हैं, और ऊँचाई समय अंतराल $(6 - 2 = 4 \ s)$ है।
$S = \text{Area of trapezium } ABCD = \frac{1}{2} \times (\text{sum of parallel sides}) \times (\text{height})$
$S = \frac{1}{2} \times (6 + 14) \times 4 = \frac{1}{2} \times 20 \times 4 = 40 \ m$.
Solution diagram
161
Medium
$(a)$ वृत्तीय गति को परिभाषित कीजिए।
$(b)$ "एकसमान वृत्तीय गति एक त्वरित गति है"। इस कथन की कारण सहित पुष्टि कीजिए।
$(c)$ एक कृत्रिम उपग्रह $42250 \, km$ त्रिज्या की वृत्तीय कक्षा में घूम रहा है। यदि इसे पृथ्वी के चारों ओर एक चक्कर लगाने में $24 \, h$ का समय लगता है, तो इसकी चाल की गणना कीजिए।

Solution

$(a)$ जब कोई वस्तु वृत्तीय पथ पर गति करती है, तो उसे वृत्तीय गति में कहा जाता है।
$(b)$ एकसमान वृत्तीय गति को त्वरित गति माना जाता है क्योंकि पथ के प्रत्येक बिंदु पर वेग की दिशा लगातार बदलती रहती है, भले ही वेग का परिमाण (चाल) स्थिर रहता है। चूँकि त्वरण को वेग में परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है, इसलिए दिशा में परिवर्तन त्वरण उत्पन्न करता है।
$(c)$ एक चक्कर में तय की गई दूरी वृत्तीय कक्षा की परिधि होती है, जो $2 \pi r$ द्वारा दी जाती है।
दूरी $= 2 \times 3.14 \times 42250 \, km = 265330 \, km$.
लिया गया समय $(t) = 24 \, h$.
चाल $= \frac{\text{दूरी}}{\text{समय}} = \frac{265330 \, km}{24 \, h} \approx 11055.42 \, km/h$.
162
Medium
$(a)$ त्वरण और वेग के बीच अंतर स्पष्ट कीजिए।
$(b)$ क्या कोई वस्तु वेग के परिमाण में परिवर्तन के बिना त्वरण रख सकती है? एक उदाहरण के साथ समझाइए।
$(c)$ एक मोटरबोट झील में विरामावस्था से चलना शुरू करती है और $3 \, m s^{-2}$ की स्थिर दर से $8 \, s$ तक सीधी रेखा में त्वरित होती है। इस समय के दौरान नाव कितनी दूर जाएगी?

Solution

(C) त्वरण वेग में परिवर्तन की दर है,जबकि वेग विस्थापन में परिवर्तन की दर है।
$(b)$ हाँ। एकसमान वृत्तीय गति में,वेग का परिमाण (चाल) स्थिर रहता है,लेकिन दिशा लगातार बदलती रहती है। चूँकि त्वरण एक सदिश राशि है,इसलिए दिशा में इस परिवर्तन के कारण अभिकेंद्र त्वरण उत्पन्न होता है।
$(c)$ दिया गया है: प्रारंभिक वेग $u = 0 \, m s^{-1}$,त्वरण $a = 3 \, m s^{-2}$,समय $t = 8 \, s$।
गति के दूसरे समीकरण का उपयोग करते हुए: $S = ut + \frac{1}{2}at^2$
$S = (0 \times 8) + \frac{1}{2} \times 3 \times (8)^2$
$S = 0 + \frac{1}{2} \times 3 \times 64$
$S = 3 \times 32 = 96 \, m$।
इस समय के दौरान नाव $96 \, m$ की दूरी तय करेगी।
163
MediumMCQ
चाल और वेग के बीच दो अंतर सारणीबद्ध रूप में लिखिए। किसी वस्तु को कब $(a)$ एकसमान वेग और $(b)$ परिवर्ती वेग वाला कहा जाता है? जब किसी वस्तु का वेग असमान दर से बदलता है,तो औसत वेग की गणना कैसे की जाती है?
A
Speed is a scalar quantity; Velocity is a vector quantity.
B
Speed is the rate of change of distance; Velocity is the rate of change of displacement.
C
Uniform velocity: When a body covers equal displacements in equal intervals of time in a fixed direction.
D
Variable velocity: When a body covers unequal displacements in equal intervals of time or changes its direction of motion.

Solution

(N/A) चाल और वेग के बीच अंतर:
$1$. चाल प्रति इकाई समय में तय की गई दूरी है,जबकि वेग प्रति इकाई समय में हुआ विस्थापन है।
$2$. चाल एक अदिश राशि है (केवल परिमाण होता है),जबकि वेग एक सदिश राशि है (परिमाण और दिशा दोनों होते हैं)।
$(a)$ यदि कोई वस्तु एक निश्चित दिशा में समान समय अंतराल में समान विस्थापन तय करती है,तो उसे एकसमान वेग कहा जाता है।
$(b)$ यदि कोई वस्तु समान समय अंतराल में असमान विस्थापन तय करती है या उसकी गति की दिशा बदलती है,तो उसे परिवर्ती वेग कहा जाता है।
जब किसी वस्तु का वेग असमान दर से बदलता है,तो औसत वेग की गणना प्रारंभिक वेग $(u)$ और अंतिम वेग $(v)$ के अंकगणितीय माध्य द्वारा की जाती है:
$\text{औसत वेग} = \frac{u + v}{2}$
164
Medium
एक ट्रेन विरामावस्था से शुरू होकर $100\, s$ में $10\, m s^{-1}$ की गति प्राप्त करती है। यह अगले $250\, s$ तक उसी गति से चलती रहती है। इसके बाद इसे अगले $50\, s$ में रोक दिया जाता है। ट्रेन की पूरी गति के लिए चाल-समय ग्राफ खींचिए और निम्नलिखित की गणना कीजिए:
$(i)$ त्वरित होते समय ट्रेन का त्वरण,
$(ii)$ मंदित होते समय ट्रेन का मंदन,
$(iii)$ ट्रेन द्वारा तय की गई कुल दूरी।

Solution

(N/A) चाल-समय ग्राफ चित्र में दर्शाया गया है।
$(i)$ $0-100\, s$ के अंतराल के दौरान त्वरण ग्राफ के ढाल के बराबर होता है:
$a = \frac{\text{चाल में परिवर्तन}}{\text{लिया गया समय}} = \frac{10\, m s^{-1} - 0\, m s^{-1}}{100\, s} = 0.1\, m s^{-2}$.
$(ii)$ $350-400\, s$ के अंतराल के दौरान मंदन ग्राफ के ऋणात्मक ढाल के परिमाण के बराबर होता है:
$a = \frac{0\, m s^{-1} - 10\, m s^{-1}}{50\, s} = -0.2\, m s^{-2}$.
अतः,मंदन $0.2\, m s^{-2}$ है।
$(iii)$ तय की गई कुल दूरी चाल-समय ग्राफ के नीचे के क्षेत्रफल (समलंब चतुर्भुज $ABCD$ का क्षेत्रफल) के बराबर होती है:
$\text{क्षेत्रफल} = \frac{1}{2} \times (\text{समांतर भुजाओं का योग}) \times \text{ऊंचाई}$
$\text{क्षेत्रफल} = \frac{1}{2} \times (AD + BC) \times BF$
$\text{क्षेत्रफल} = \frac{1}{2} \times (400\, s + 250\, s) \times 10\, m s^{-1} = \frac{1}{2} \times 650\, s \times 10\, m s^{-1} = 3250\, m$.
Solution diagram
165
Medium
$(a)$ एकसमान रेखीय गति और एकसमान वृत्तीय गति के बीच अंतर स्पष्ट कीजिए।
$(b)$ एकसमान वृत्तीय गति के कोई चार उदाहरण लिखिए।
$(c)$ क्या एकसमान वृत्तीय गति एक त्वरित गति है?

Solution

(N/A) एकसमान रेखीय गति में,कोई वस्तु एक सीधी रेखा में स्थिर चाल से चलती है। जबकि एकसमान वृत्तीय गति में,कोई वस्तु एक वृत्ताकार पथ पर स्थिर चाल से चलती है।
$(b)$ $(i)$ घूमते हुए पहिये की रिम पर किसी बिंदु की गति।
$(ii)$ ग्रह के चारों ओर उपग्रह की गति।
$(iii)$ पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की गति।
$(iv)$ घड़ी की सेकंड वाली सुई के सिरे की गति।
$(c)$ हाँ,एकसमान वृत्तीय गति एक त्वरित गति है। यद्यपि चाल स्थिर रहती है,लेकिन वृत्ताकार पथ पर प्रत्येक बिंदु पर गति की दिशा लगातार बदलती रहती है। चूँकि वेग एक सदिश राशि है (चाल और दिशा),इसलिए दिशा में परिवर्तन का अर्थ है वेग में परिवर्तन,जो त्वरण उत्पन्न करता है।
166
Medium
$(a)$ चाल और वेग के बीच अंतर स्पष्ट कीजिए।
$(b)$ किसी वस्तु का वेग एकसमान कब कहलाता है?
$(c)$ हम किसी वस्तु की स्थिति का वर्णन कैसे कर सकते हैं? उपयुक्त उदाहरण सहित समझाइए।

Solution

(N/A) प्रति इकाई समय में तय की गई दूरी को चाल कहते हैं,जबकि प्रति इकाई समय में हुए विस्थापन को वेग कहते हैं। चाल एक अदिश राशि है और यह हमेशा धनात्मक होती है,जबकि वेग एक सदिश राशि है और यह शून्य,धनात्मक या ऋणात्मक हो सकती है।
$(b)$ यदि कोई वस्तु समान समयांतराल में समान विस्थापन तय करती है,तो उस वस्तु का वेग एकसमान कहलाता है।
$(c)$ किसी वस्तु की स्थिति का वर्णन एक निश्चित संदर्भ बिंदु (मूल बिंदु) के सापेक्ष किया जा सकता है। उदाहरण के लिए,उड़ते हुए पक्षी की स्थिति को जमीन पर स्थित किसी पेड़ या स्थान के सापेक्ष वर्णित किया जा सकता है।
167
Medium
निम्नलिखित के लिए कारण दें:
$(a)$ उस भौतिक राशि का नाम बताइए जिसे वेग$-$समय ग्राफ के नीचे के क्षेत्रफल द्वारा मापा जाता है।
$(b)$ किसी ऐसी वस्तु का उदाहरण दीजिए जो एक निश्चित दिशा में गति कर रही हो और त्वरण लंबवत दिशा में हो।
$(c)$ किस स्थिति में किसी वस्तु के औसत वेग का परिमाण उसकी औसत चाल के बराबर होता है?
$(d)$ एकसमान त्वरित गति का एक उदाहरण दीजिए।
$(e)$ एक वस्तु $r$ त्रिज्या वाले वृत्ताकार पथ पर गति कर रही है। जब वह आधा चक्कर पूरा करती है तो वस्तु की दूरी और विस्थापन क्या होगा?

Solution

(N/A) वेग$-$समय ग्राफ के नीचे का क्षेत्रफल विस्थापन (या यदि गति सीधी रेखा में हो तो दूरी) को दर्शाता है।
$(b)$ उदाहरण के लिए,वृत्ताकार कक्षा में घूमता उपग्रह या एकसमान वृत्तीय गति,जिसमें त्वरण केंद्र की ओर (अभिकेंद्र त्वरण) होता है जबकि वेग स्पर्शरेखीय होता है।
$(c)$ जब कोई वस्तु अपनी दिशा बदले बिना एक सीधी रेखा में गति करती है,तो औसत वेग का परिमाण औसत चाल के बराबर होता है।
$(d)$ गुरुत्वाकर्षण के अधीन मुक्त रूप से गिरती हुई वस्तु की गति एकसमान त्वरित गति का एक उदाहरण है।
$(e)$ $r$ त्रिज्या वाले वृत्ताकार पथ के लिए,आधे चक्कर के बाद तय की गई दूरी परिधि की आधी यानी $\pi r$ होती है। विस्थापन प्रारंभिक और अंतिम बिंदुओं के बीच की न्यूनतम दूरी है,जो वृत्त का व्यास यानी $2r$ होती है।
168
Medium
निम्नलिखित के लिए कारण दीजिए:
$(a)$ जब कोई वस्तु एकसमान गति में होती है,तो उसके पथ का आकार क्या होता है?
$(b)$ असमान गति का एक उदाहरण दीजिए।
$(c)$ दो कारों $A$ और $B$ का $x-t$ ग्राफ चित्र में दिखाया गया है। किसका वेग अधिक है?
$(d)$ वेग-समय ग्राफ के नीचे घेरे गए क्षेत्रफल द्वारा कौन सी राशि मापी जाती है?
$(e)$ एक वस्तु $10 \, m/s$ के वेग से चल रही है। यदि गति एकसमान है,तो $10 \, s$ के बाद वेग क्या होगा?
Question diagram

Solution

(N/A) एकसमान गति में वस्तु का पथ एक सीधी रेखा होता है।
$(b)$ असमान गति का एक उदाहरण भीड़भाड़ वाली सड़क पर चलती कार है,जहाँ उसकी गति बार-बार बदलती रहती है।
$(c)$ वेग $x-t$ ग्राफ के ढलान (slope) द्वारा निर्धारित किया जाता है। अधिक ढलान का अर्थ है अधिक वेग। चूंकि रेखा $A$ का ढलान रेखा $B$ के ढलान से अधिक है,इसलिए कार $A$ का वेग अधिक है।
$(d)$ वेग-समय ग्राफ के नीचे का क्षेत्रफल वस्तु के विस्थापन का परिमाण दर्शाता है।
$(e)$ एकसमान गति में,वस्तु का वेग समय के साथ नहीं बदलता है। इसलिए,यदि वस्तु $10 \, m/s$ के वेग से चल रही है,तो $10 \, s$ के बाद भी उसका वेग $10 \, m/s$ ही रहेगा।
169
Medium
नीचे दिए गए किसी पिंड के चाल-समय ग्राफ का अध्ययन करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें:
$(i)$ $OA$,$AB$ और $BC$ द्वारा किस प्रकार की गति प्रदर्शित की गई है?
(ii) पिंड का धनात्मक और ऋणात्मक त्वरण ज्ञात कीजिए।
(iii) $A$ से $B$ तक पिंड द्वारा तय की गई दूरी ज्ञात कीजिए।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ $OA$ एकसमान त्वरण को दर्शाता है। $AB$ एकसमान गति (शून्य त्वरण,स्थिर वेग से गति) को दर्शाता है और $BC$ ऋणात्मक त्वरण (मंदन) को दर्शाता है।
(ii) त्वरण ग्राफ का ढाल है:
धनात्मक त्वरण $(OA)$ = $\frac{6 - 0}{4 - 0} = 1.5 \text{ m s}^{-2}$.
ऋणात्मक त्वरण $(BC)$ = $\frac{0 - 6}{16 - 10} = \frac{-6}{6} = -1 \text{ m s}^{-2}$.
(iii) तय की गई दूरी $A$ और $B$ के बीच ग्राफ के नीचे का क्षेत्रफल है:
दूरी = $\text{चाल} \times \text{समय} = 6 \text{ m/s} \times (10 - 4) \text{ s} = 6 \times 6 = 36 \text{ m}$.
170
Difficult
$(a)$ गति के दूसरे समीकरण $S = ut + \frac{1}{2}at^2$ को ग्राफ़ीय विधि से व्युत्पन्न कीजिए,जहाँ प्रतीकों के सामान्य अर्थ हैं।
$(b)$ एक कार $5 \text{ s}$ में $18 \text{ km h}^{-1}$ से $36 \text{ km h}^{-1}$ तक समान रूप से त्वरित होती है। कार का त्वरण और उस समय में कार द्वारा तय की गई दूरी ज्ञात कीजिए।

Solution

(A) वेग-समय ग्राफ़ के नीचे का क्षेत्रफल वस्तु द्वारा तय की गई दूरी को दर्शाता है। चित्र में दिखाए अनुसार,यह क्षेत्रफल आयत $OACD$ के क्षेत्रफल और त्रिभुज $ABC$ के क्षेत्रफल का योग है।
आयत $OACD$ का क्षेत्रफल $= \text{लंबाई} \times \text{चौड़ाई} = OC \times OA = t \times u = ut$.
त्रिभुज $ABC$ का क्षेत्रफल $= \frac{1}{2} \times \text{आधार} \times \text{ऊंचाई} = \frac{1}{2} \times AC \times BC = \frac{1}{2} \times t \times (v - u)$.
चूँकि $v = u + at$,इसलिए $(v - u) = at$ होता है। इस मान को त्रिभुज के क्षेत्रफल में रखने पर:
त्रिभुज $ABC$ का क्षेत्रफल $= \frac{1}{2} \times t \times (at) = \frac{1}{2}at^2$.
अतः,कुल दूरी $S = \text{आयत } OACD \text{ का क्षेत्रफल} + \text{त्रिभुज } ABC \text{ का क्षेत्रफल} = ut + \frac{1}{2}at^2$.
$(b)$ दिया गया है:
प्रारंभिक वेग $u = 18 \text{ km h}^{-1} = 18 \times \frac{5}{18} \text{ m s}^{-1} = 5 \text{ m s}^{-1}$.
अंतिम वेग $v = 36 \text{ km h}^{-1} = 36 \times \frac{5}{18} \text{ m s}^{-1} = 10 \text{ m s}^{-1}$.
समय $t = 5 \text{ s}$.
त्वरण $a = \frac{v - u}{t} = \frac{10 - 5}{5} = \frac{5}{5} = 1 \text{ m s}^{-2}$.
दूरी $S = ut + \frac{1}{2}at^2 = (5 \times 5) + \frac{1}{2} \times 1 \times (5)^2 = 25 + 12.5 = 37.5 \text{ m}$.
Solution diagram
171
Medium
नीचे दिए गए कार के चाल-समय ग्राफ का अध्ययन करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें:
$(a)$ $OA$ द्वारा किस प्रकार की गति को दर्शाया गया है?
$(b)$ $B$ से $C$ तक त्वरण ज्ञात कीजिए।
$(c)$ $A$ से $B$ तक वस्तु द्वारा तय की गई दूरी की गणना कीजिए।
Question diagram

Solution

(N/A) खंड $OA$ एकसमान त्वरित गति को दर्शाता है,क्योंकि चाल समय के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।
$(b)$ त्वरण चाल-समय ग्राफ के ढाल (slope) द्वारा दिया जाता है। खंड $BC$ के लिए,$B$ पर प्रारंभिक चाल $60 \ m/s$ है ($t = 60 \ s$ पर) और $C$ पर अंतिम चाल $0 \ m/s$ है ($t = 80 \ s$ पर)।
$a = \frac{v - u}{t_2 - t_1} = \frac{0 - 60}{80 - 60} = \frac{-60}{20} = -3 \ m/s^2$.
अतः,त्वरण $-3 \ m/s^2$ (मंदन) है।
$(c)$ तय की गई दूरी चाल-समय ग्राफ के नीचे के क्षेत्रफल के बराबर होती है। खंड $AB$ के लिए,गति $t = 20 \ s$ से $t = 60 \ s$ तक $60 \ m/s$ की स्थिर चाल से होती है।
दूरी = $\text{चाल} \times \text{समय} = 60 \ m/s \times (60 - 20) \ s = 60 \times 40 = 2400 \ m$.
172
Medium
$(a)$ एकसमान वृत्तीय गति को परिभाषित कीजिए।
$(b)$ राम प्रतिदिन एक वृत्ताकार पार्क में सुबह की सैर के लिए जाता है। वह $4$ मिनट में पार्क का एक चक्कर पूरा करता है। यदि पार्क का व्यास $420\, m$ है,तो उसकी चाल ज्ञात कीजिए।
$(c)$ एक सीधी रेखा के अनुदिश एकसमान गति के लिए वेग$-$समय ग्राफ खींचिए। इस ग्राफ से आप किसी वस्तु द्वारा तय की गई दूरी कैसे ज्ञात कर सकते हैं?

Solution

(N/A) यदि कोई वस्तु एक वृत्ताकार पथ पर एकसमान चाल से चलती है,तो उसे एकसमान वृत्तीय गति में कहा जाता है।
$(b)$ दिया गया है:
समय $(t) = 4 \text{ मिनट} = 4 \times 60 = 240 \text{ सेकंड}$
व्यास $(d) = 420 \text{ मीटर}$
त्रिज्या $(r) = d / 2 = 420 / 2 = 210 \text{ मीटर}$
एक चक्कर में तय की गई कुल दूरी $(S) = 2 \pi r = 2 \times (22 / 7) \times 210 = 1320 \text{ मीटर}$
चाल $(v) = \text{दूरी} / \text{समय} = 1320 / 240 = 5.5 \text{ मीटर/सेकंड}$
$(c)$ एक सीधी रेखा के अनुदिश एकसमान गति के लिए वेग$-$समय ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा होती है। वेग$-$समय ग्राफ के अंतर्गत आने वाला क्षेत्रफल वस्तु द्वारा तय की गई दूरी को दर्शाता है।
Solution diagram
173
Difficult
$(a)$ एक कार समान वेग $u$ और समान त्वरण $a$ के साथ गति कर रही है और $t$ समय में $S$ दूरी तय करती है। इसका वेग-समय ग्राफ खींचिए और दी गई सभी भौतिक राशियों को जोड़ने वाला व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए।
$(b)$ एक लड़का $0.7 \, m$ लंबी डोरी से बंधे पत्थर को घुमाता है। शुरुआती बिंदु से दो चक्कर पूरे करने में पत्थर द्वारा तय की गई दूरी और विस्थापन ज्ञात कीजिए।

Solution

(N/A) समान त्वरण के लिए वेग-समय ग्राफ समय अक्ष के साथ झुकी हुई एक सीधी रेखा होती है। वेग-समय ग्राफ के नीचे का क्षेत्रफल तय की गई दूरी को दर्शाता है। समलंब चतुर्भुज (या आयत + त्रिभुज) के क्षेत्रफल का उपयोग करके,हम गति का समीकरण व्युत्पन्न करते हैं: $S = ut + \frac{1}{2}at^2$.
$(b)$ दिया गया है: त्रिज्या $r = 0.7 \, m$। चक्करों की संख्या $n = 2$।
दूरी तय किए गए कुल पथ की लंबाई है: $\text{दूरी} = n \times (2\pi r) = 2 \times 2 \times \frac{22}{7} \times 0.7 = 8.8 \, m$।
विस्थापन प्रारंभिक और अंतिम स्थिति के बीच की न्यूनतम दूरी है। चूंकि पत्थर दो पूर्ण चक्कर लगाता है,इसलिए यह वापस शुरुआती बिंदु पर आ जाता है। अतः,$\text{विस्थापन} = 0 \, m$।
174
Medium
एक वस्तु $u$ वेग और $a$ के एकसमान त्वरण के साथ रैखिक गति शुरू करती है,यह $t$ समय में $v$ वेग प्राप्त कर लेती है।
$(a)$ इसका वेग-समय ग्राफ खींचिए।
$(b)$ वेग-समय ग्राफ का उपयोग करके गति का पहला समीकरण,$v = u + at$,प्राप्त कीजिए।
$(c)$ एक वस्तु $2 \, m s^{-1}$ के वेग से चल रही है और $5 \, s$ में $10 \, m s^{-1}$ का वेग प्राप्त कर लेती है। इसका त्वरण ज्ञात कीजिए।

Solution

(N/A) वेग-समय ग्राफ आकृति में दर्शाया गया है।
$(b)$ वेग-समय ग्राफ का ढाल गति का त्वरण प्रदान करता है।
ढाल $= \frac{\text{वेग में परिवर्तन}}{\text{लिया गया समय}} = \frac{v - u}{t - 0} = \frac{v - u}{t}$
चूंकि त्वरण $a = \text{ढाल}$,हमारे पास $a = \frac{v - u}{t}$ है।
इसे पुनर्व्यवस्थित करने पर $at = v - u$,या $v = u + at$ प्राप्त होता है।
$(c)$ दिया गया है:
प्रारंभिक वेग $u = 2 \, m s^{-1}$
अंतिम वेग $v = 10 \, m s^{-1}$
समय $t = 5 \, s$
गति के पहले समीकरण $v = u + at$ का उपयोग करते हुए:
$10 = 2 + a(5)$
$10 - 2 = 5a$
$8 = 5a$
$a = \frac{8}{5} = 1.6 \, m s^{-2}$
अतः,त्वरण $1.6 \, m s^{-2}$ है।
Solution diagram
175
Medium
एक सीधी रेखा में गति कर रही वस्तुओं की गति के लिए दो ग्राफ दिखाए गए हैं। बताइए कि दोनों स्थितियों में समय के साथ गति कैसे बदल रही है।
Question diagram

Solution

(N/A) स्थिति $1$: ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक क्षैतिज सीधी रेखा है। यह दर्शाता है कि वस्तु की गति समय के साथ $20 \text{ m s}^{-1}$ पर स्थिर रहती है।
स्थिति $2$: ग्राफ दिखाता है कि गति समय के साथ लगातार बदल रही है। $0$ से $2 \text{ s}$ के बीच गति $0$ से बढ़कर $20 \text{ m s}^{-1}$ हो जाती है,फिर $3.5 \text{ s}$ पर घटकर $10 \text{ m s}^{-1}$ हो जाती है,और अंत में फिर से बढ़ जाती है। इस प्रकार,वस्तु परिवर्ती (variable) गति के साथ चल रही है।
176
Medium
दो ट्रेनों का दूरी-समय ग्राफ नीचे दिया गया है। ट्रेनें एक ही दिशा में एक साथ चलना शुरू करती हैं।
$(i)$ गति शुरू होने पर $B$,$A$ से कितना आगे है?
$(ii)$ $B$ की चाल क्या है?
$(iii)$ $A$,$B$ को कब और कहाँ पकड़ेगा?
$(iv)$ $A$ और $B$ की चालों के बीच का अंतर क्या है?
$(v)$ क्या दोनों ट्रेनों की चाल एकसमान है या असमान? अपने उत्तर का औचित्य सिद्ध कीजिए।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ $t = 0$ पर,ट्रेन $A$,$0 \ km$ पर है और ट्रेन $B$,$100 \ km$ पर है। अतः,$B$,$A$ से $100 \ km$ आगे है।
$(ii)$ $B$ की चाल $= \frac{\text{दूरी}}{\text{समय}} = \frac{150 \ km - 100 \ km}{2 \ h - 0 \ h} = \frac{50 \ km}{2 \ h} = 25 \ km/h$.
$(iii)$ $A$,$B$ को प्रतिच्छेदन बिंदु $Q$ पर पकड़ेगा,जो $2 \ h$ और $150 \ km$ के अनुरूप है। अतः,$A$,$B$ को $2 \ h$ बाद $150 \ km$ की दूरी पर पकड़ेगा।
$(iv)$ $A$ की चाल $= \frac{150 \ km - 0 \ km}{2 \ h - 0 \ h} = 75 \ km/h$. $B$ की चाल $= 25 \ km/h$. अंतर $75 \ km/h - 25 \ km/h = 50 \ km/h$ है।
$(v)$ दोनों ट्रेनों की चाल एकसमान है क्योंकि उनके दूरी-समय ग्राफ सीधी रेखाएं हैं,जो दर्शाती हैं कि समय के साथ दूरी में परिवर्तन की दर स्थिर है।
177
Medium
आप किसी वस्तु की गति के बारे में क्या कह सकते हैं जिसका दूरी-समय ग्राफ:
$(i)$ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है?
$(ii)$ मूल बिंदु से गुजरने वाली और समय अक्ष के साथ कोण बनाने वाली एक सीधी रेखा है?

Solution

(N/A) $(i)$ यदि दूरी-समय ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है,तो इसका अर्थ है कि मूल बिंदु से वस्तु की दूरी समय के साथ नहीं बदल रही है। अतः,वस्तु स्थिर (विराम अवस्था में) है।
$(ii)$ यदि दूरी-समय ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है,तो यह दर्शाता है कि वस्तु समान समय अंतराल में समान दूरी तय कर रही है। अतः,वस्तु एकसमान गति में है।
178
Difficult
नीचे दिया गया ग्राफ एक वस्तु का दूरी-समय ग्राफ है।
$(i)$ अपनी यात्रा के पहले चार सेकंड के दौरान वस्तु की गति ज्ञात कीजिए।
(ii) यह कितने समय तक स्थिर रही?
(iii) क्या यह वास्तविक जीवन की स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है? अपने उत्तर का औचित्य सिद्ध कीजिए।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ गति दूरी-समय ग्राफ का ढलान है। पहले $4 \ s$ के लिए,तय की गई दूरी $75 \ m$ है।
गति $= \frac{\text{दूरी}}{\text{समय}} = \frac{75 \ m}{4 \ s} = 18.75 \ m \ s^{-1}$.
(ii) वस्तु तब स्थिर होती है जब दूरी समय के साथ स्थिर रहती है। यह क्षैतिज रेखा खंड $PQ$ द्वारा दर्शाया गया है। वस्तु $t = 4 \ s$ से $t = 14 \ s$ तक स्थिर है।
अवधि $= 14 \ s - 4 \ s = 10 \ s$.
(iii) नहीं,यह ग्राफ वास्तविक जीवन की स्थिति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। वास्तविक जीवन में,किसी वस्तु द्वारा तय की गई दूरी समय के साथ कम नहीं हो सकती है। खंड $RQ$ दर्शाता है कि वस्तु $10 \ s$ और $14 \ s$ के बीच $0 \ m$ से $75 \ m$ तक चलती है,लेकिन ग्राफ यह संकेत देता है कि वस्तु $t=4 \ s$ पर $75 \ m$ पर थी और फिर अचानक $t=10 \ s$ पर $0 \ m$ पर आ जाती है,जो भौतिक रूप से असंभव है।
179
Medium
एक कार सीधी सड़क पर एकसमान त्वरण के साथ चल रही है। निम्नलिखित तालिका समय के विभिन्न क्षणों पर कार की गति को दर्शाती है।
समय $(s)$$0$$10$$20$$30$$40$$50$
गति $(m s^{-1})$$5$$10$$15$$20$$25$$30$

$(i)$ उपरोक्त अवलोकनों के समूह का प्रतिनिधित्व करने वाला गति-समय ग्राफ खींचिए।
$(ii)$ कार का त्वरण ज्ञात कीजिए।

Solution

(N/A) $(i)$ गति-समय ग्राफ को $x$-अक्ष पर समय और $y$-अक्ष पर गति लेकर खींचा जाता है। दिए गए बिंदुओं $(0, 5), (10, 10), (20, 15), (30, 20), (40, 25), (50, 30)$ को आलेखित करने पर, हमें एक सीधी रेखा प्राप्त होती है जो एकसमान त्वरण को दर्शाती है।
$(ii)$ कार का त्वरण $(a)$ गति-समय ग्राफ के ढलान के बराबर होता है।
$a = \text{ढलान} = \frac{v_2 - v_1}{t_2 - t_1}$
दो बिंदुओं $(10, 10)$ और $(20, 15)$ को लेने पर:
$a = \frac{15 - 10}{20 - 10} = \frac{5}{10} = 0.5 \ m s^{-2}$
अतः, कार का त्वरण $0.5 \ m s^{-2}$ है।
Solution diagram
180
Medium
नीचे दिए गए वेग-समय ग्राफ $(i)$,$(ii)$ और $(iii)$ द्वारा दर्शाई गई किसी वस्तु की गति के बारे में आप क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ एकसमान गति: वेग-समय ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाता है कि वस्तु का वेग समय के साथ स्थिर रहता है।
$(ii)$ एकसमान त्वरित गति: वेग-समय ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली (या धनात्मक ढलान वाली) एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाता है कि वस्तु का वेग समय के साथ एकसमान दर से बढ़ता है।
$(iii)$ एकसमान मंदित गति: वेग-समय ग्राफ ऋणात्मक ढलान वाली एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाता है कि वस्तु का वेग समय के साथ एकसमान दर से घटता है।
181
Difficult
कारण सहित समझाइए कि निम्नलिखित में से कौन सा ग्राफ प्रकृति में देखे गए कण की गति का प्रतिनिधित्व कर सकता है?
Question diagram

Solution

(NONE) यह ग्राफ दर्शाता है कि समय बढ़ने के साथ दूरी पहले बढ़ती है और फिर घटती है। हालाँकि,दूरी एक अदिश राशि है और गतिमान कण के लिए समय के साथ कभी कम नहीं हो सकती,इसलिए यह ग्राफ संभव नहीं है।
$(B)$ यह ग्राफ दर्शाता है कि एक निश्चित समय $t_{1}$ पर,वस्तु एक ही समय में दो अलग-अलग स्थितियों पर मौजूद है। चूँकि एक कण एक ही समय में दो स्थानों पर नहीं हो सकता है,इसलिए यह ग्राफ संभव नहीं है।
$(C)$ यह ग्राफ दर्शाता है कि समय के कुछ अंतराल के लिए गति (speed) ऋणात्मक है। चूँकि गति वेग का परिमाण है और हमेशा गैर-ऋणात्मक (non-negative) होती है,इसलिए यह ग्राफ संभव नहीं है।
$(D)$ यह ग्राफ दर्शाता है कि समय के किसी दिए गए क्षण पर,कण के दो अलग-अलग वेग हैं। इसके अतिरिक्त,यह दर्शाता है कि कुछ समय पर,इसका त्वरण अनंत है (जहाँ ग्राफ वेग अक्ष के समानांतर है)। ये दोनों स्थितियाँ व्यवहार में प्राप्त नहीं की जा सकती हैं; इसलिए,यह ग्राफ भी संभव नहीं है।
निष्कर्ष: दिए गए ग्राफ में से कोई भी प्रकृति में देखे गए कण की गति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
182
Medium
निम्नलिखित ग्राफ द्वारा किस प्रकार की गति को दर्शाया गया है?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ वेग-समय ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाती है कि वेग समय के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है। इसलिए,यह एकसमान त्वरित गति को दर्शाता है।
$(ii)$ वेग-समय ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाती है कि वेग समय के साथ स्थिर रहता है। यह एकसमान गति (शून्य त्वरण) को दर्शाता है।
$(iii)$ वेग-समय ग्राफ ऋणात्मक ढलान वाली एक सीधी रेखा है,जो यह दर्शाती है कि वेग समय के साथ रैखिक रूप से घटता है। यह एकसमान मंदित गति (एकसमान मंदन) को दर्शाता है।
$(iv)$ वेग-समय ग्राफ ऋणात्मक ढलान वाला एक वक्र है,जो यह दर्शाता है कि वेग के घटने की दर स्थिर नहीं है। यह असमान मंदित गति को दर्शाता है।
183
Medium
नीचे दिए गए कार के चाल-समय ग्राफ का अध्ययन करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें:
$(i)$ $OA$ द्वारा किस प्रकार की गति को दर्शाया गया है?
(ii) $AB$ द्वारा किस प्रकार की गति को दर्शाया गया है?
(iii) $BC$ द्वारा किस प्रकार की गति को दर्शाया गया है?
(iv) $O$ से $A$ तक कार का त्वरण क्या है?
$(v)$ $A$ से $B$ तक कार का त्वरण क्या है?
(vi) $B$ से $C$ तक कार का मंदन क्या है?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ $O$ से $A$ तक चाल-समय ग्राफ समय अक्ष की ओर झुकी हुई एक सीधी रेखा है। यह एक समान त्वरित गति को दर्शाता है।
(ii) $A$ से $B$ तक चाल-समय ग्राफ समय अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है। यह एकसमान गति (स्थिर चाल) को दर्शाता है।
(iii) $B$ से $C$ तक चाल-समय ग्राफ एक सीधी रेखा है जिसका ढाल ऋणात्मक है। यह एकसमान मंदित गति को दर्शाता है।
(iv) चाल में परिवर्तन $= 40 - 0 = 40 \ m \ s^{-1}$.
समय में परिवर्तन $= 10 - 0 = 10 \ s$.
त्वरण $a = \frac{\text{चाल में परिवर्तन}}{\text{समय में परिवर्तन}} = \frac{40}{10} = 4 \ m \ s^{-2}$.
$(v)$ चूंकि गति एकसमान है,इसलिए त्वरण $a = 0 \ m \ s^{-2}$ है।
(vi) चाल में परिवर्तन $= 0 - 40 = -40 \ m \ s^{-1}$.
समय में परिवर्तन $= 50 - 30 = 20 \ s$.
मंदन $= -(\text{त्वरण}) = -(\frac{0 - 40}{50 - 30}) = -(\frac{-40}{20}) = -(-2) = 2 \ m \ s^{-2}$.
184
Medium
अपने दैनिक जीवन में,आप गति की एक श्रृंखला देखते हैं जिसमें
$(a)$ त्वरण गति की दिशा में होता है।
$(b)$ त्वरण गति की विपरीत दिशा में होता है।
$(c)$ त्वरण एकसमान होता है।
$(d)$ त्वरण असमान होता है।
क्या आप उपरोक्त प्रत्येक प्रकार की गति का एक-एक उदाहरण दे सकते हैं?

Solution

(N/A) जब सड़क पर कार की गति बढ़ती है,तो कार का त्वरण गति की दिशा में होता है।
$(b)$ जब गतिमान कार में ब्रेक लगाए जाते हैं,तो उसकी गति कम हो जाती है। कार में उत्पन्न त्वरण गति की विपरीत दिशा में होता है।
$(c)$ जब कोई वस्तु गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में स्वतंत्र रूप से गिरती है,तो उसका त्वरण एकसमान $g = 9.8 \ m \ s^{-2}$ होता है।
$(d)$ जब कोई कार शहर के यातायात से गुजरती है,तो यातायात की मात्रा के आधार पर उसका त्वरण या मंदन असमान होता है।
185
Easy
नीचे दिखाए गए किसी पिंड के विस्थापन$-$समय ग्राफ से आप क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं?
Question diagram

Solution

(N/A) विस्थापन$-$समय ग्राफ मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है।
विस्थापन$-$समय ग्राफ में,ढाल (slope) पिंड के वेग को दर्शाता है।
चूंकि एक सीधी रेखा की ढाल स्थिर होती है,इसलिए पिंड का वेग स्थिर है।
अतः,पिंड एकसमान वेग से गति कर रहा है।
186
EasyMCQ
नीचे दिए गए विस्थापन$-$समय ग्राफ से आप क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं?
Question diagram
A
पिंड विराम अवस्था में है।
B
पिंड एकसमान वेग से गति कर रहा है।
C
पिंड असमान वेग (त्वरित गति) से गति कर रहा है।
D
पिंड नियत त्वरण से गति कर रहा है।

Solution

(C) विस्थापन$-$समय ग्राफ में,ढाल (slope) पिंड के वेग को दर्शाता है।
एक सीधी रेखा वाले ग्राफ के लिए,ढाल स्थिर होता है,जो एकसमान वेग को इंगित करता है।
हालाँकि,दिए गए ग्राफ में,वक्र यह दर्शाता है कि ढाल हर बिंदु पर बदल रहा है।
बदलते हुए ढाल का अर्थ है कि पिंड का वेग समय के साथ बदल रहा है।
इसलिए,एक वक्र विस्थापन$-$समय ग्राफ असमान गति या त्वरित गति को दर्शाता है।
187
EasyMCQ
एक वस्तु का वेग-समय ग्राफ नीचे दिखाया गया है। वस्तु किस प्रकार की गति कर रही है?
Question diagram
A
एकसमान गति
B
एकसमान त्वरण
C
असमान त्वरण
D
नियत वेग

Solution

(C) वेग-समय ग्राफ एक वक्र रेखा है,जो यह दर्शाता है कि वस्तु का वेग समय के साथ असमान रूप से बदल रहा है।
चूंकि वेग में परिवर्तन की दर (त्वरण) स्थिर नहीं है,इसलिए वस्तु असमान त्वरण (जिसे परिवर्ती त्वरण भी कहा जाता है) के साथ गति कर रही है।
188
Medium
नीचे दिए गए तीन चाल-समय ग्राफों में से,निम्नलिखित स्थितियों के लिए सही ग्राफ की पहचान करें:
$(i)$ एक गेंद जिसे ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर फेंका गया है और वह फेंकने वाले के हाथ में वापस आ जाती है।
(ii) एक पिंड जो मंदित होकर एक स्थिर चाल प्राप्त करता है और फिर त्वरित होता है।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ ग्राफ $(a)$ दर्शाता है कि पिंड की चाल समय के साथ घटती है,शून्य हो जाती है और फिर से बढ़ना शुरू हो जाती है। इसलिए,यह ग्राफ ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर फेंकी गई और फिर फेंकने वाले द्वारा पकड़ी गई गेंद की स्थिति को दर्शाता है। प्रारंभ में,गेंद को कुछ चाल के साथ फेंका जाता है। जैसे-जैसे गेंद ऊपर जाती है,उसकी चाल एक स्थिर दर से घटती है और अधिकतम ऊँचाई पर शून्य हो जाती है। इसके बाद गेंद एकसमान त्वरण के साथ नीचे गिरती है जब तक कि उसकी चाल प्रक्षेपण की चाल के बराबर न हो जाए।
(ii) ग्राफ $(c)$ पिंड के मंदित होकर एक स्थिर चाल प्राप्त करने और फिर कुछ समय बाद त्वरित होने की स्थिति को दर्शाता है।
189
Medium
नीचे दिए गए ग्राफ क्या दर्शाते हैं,पहचानें।
Question diagram

Solution

(N/A) ग्राफ $(a)$ एक चाल-समय ग्राफ को दर्शाता है जहाँ चाल समय के साथ रैखिक रूप से घटती है। यह एकसमान मंदन (ऋणात्मक त्वरण) को दर्शाता है।
ग्राफ $(b)$ एक चाल-समय ग्राफ को दर्शाता है जहाँ चाल अरेखीय रूप से घटती है और फिर बढ़ती है। यह असमान मंदन और उसके बाद असमान त्वरण को दर्शाता है।
190
EasyMCQ
एक रेसिंग कार का त्वरण $4\, m s^{-2}$ है। प्रारंभ करने के बाद $20\, s$ में यह कितनी दूरी तय करेगी ($, m$ में)?
A
$400$
B
$800$
C
$1600$
D
$200$

Solution

(B) दिया गया है: प्रारंभिक वेग $u = 0\, m s^{-1}$,त्वरण $a = 4\, m s^{-2}$,और समय $t = 20\, s$।
तय की गई दूरी $S$ ज्ञात करने के लिए,हम गति के दूसरे समीकरण का उपयोग करेंगे:
$S = ut + \frac{1}{2}at^2$
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$S = (0 \times 20) + \frac{1}{2} \times 4 \times (20)^2$
$S = 0 + 2 \times 400$
$S = 800\, m$
अतः,कार $20\, s$ में $800\, m$ की दूरी तय करेगी।
191
MediumMCQ
एक साइकिल सवार $105 \, m$ व्यास वाले वृत्ताकार पथ का एक चक्कर $5 \, \text{मिनट}$ में पूरा करता है। उसकी चाल की गणना कीजिए। ($m/s$ में)
A
$1.1$
B
$2.2$
C
$0.55$
D
$3.3$

Solution

(A) वृत्ताकार पथ का व्यास $D = 105 \, m$ है। अतः, त्रिज्या $R = \frac{105}{2} = 52.5 \, m$ होगी।
एक चक्कर पूरा करने में लगा समय $t = 5 \, \text{मिनट} = 5 \times 60 \, s = 300 \, s$ है।
एक चक्कर में तय की गई दूरी वृत्त की परिधि के बराबर होती है, जो $2 \pi R$ है।
दूरी $= 2 \times 3.14 \times 52.5 = 329.7 \, m$.
चाल $= \frac{\text{दूरी}}{\text{समय}} = \frac{329.7}{300} = 1.099 \, m/s \approx 1.1 \, m/s$.
192
DifficultMCQ
एक ट्रेन $90\, km\, h^{-1}$ की गति से चल रही है। ब्रेक लगाने पर इसमें $-0.5\, m\, s^{-2}$ का एकसमान त्वरण उत्पन्न होता है। ज्ञात कीजिए कि रुकने से पहले ट्रेन कितनी दूर जाएगी। ($, m$ में)
A
$625$
B
$500$
C
$750$
D
$1000$

Solution

(A) दिया गया है:
प्रारंभिक वेग $u = 90\, km\, h^{-1} = 90 \times \frac{5}{18} = 25\, m\, s^{-1}$.
अंतिम वेग $v = 0\, m\, s^{-1}$ (चूंकि ट्रेन रुक जाती है)।
त्वरण $a = -0.5\, m\, s^{-2}$ (ऋणात्मक चिह्न मंदन को दर्शाता है)।
हमें दूरी $S$ ज्ञात करनी है।
गति के तीसरे समीकरण का उपयोग करने पर: $v^{2} - u^{2} = 2aS$.
मान रखने पर: $0^{2} - (25)^{2} = 2 \times (-0.5) \times S$.
$-625 = -1 \times S$.
$S = 625\, m$.
अतः,ट्रेन रुकने से पहले $625\, m$ की दूरी तय करेगी।
193
EasyMCQ
$40 \, m s^{-1}$ की गति से चल रही एक ट्रेन के ड्राइवर ने स्टेशन में प्रवेश करते समय ब्रेक लगाया। ट्रेन $2 \, m s^{-2}$ की दर से धीमी हो जाती है। प्लेटफॉर्म $400 \, m$ लंबा है। क्या ट्रेन समय पर रुक जाएगी?
A
हाँ,यह प्लेटफॉर्म के अंत में बिल्कुल रुक जाती है।
B
नहीं,यह प्लेटफॉर्म से आगे निकल जाती है।
C
हाँ,यह प्लेटफॉर्म खत्म होने से पहले ही रुक जाती है।
D
ट्रेन नहीं रुकती है।

Solution

(A) दिया गया है: प्रारंभिक वेग $u = 40 \, m s^{-1}$,अंतिम वेग $v = 0 \, m s^{-1}$,त्वरण $a = -2 \, m s^{-2}$।
गति के तीसरे समीकरण का उपयोग करते हुए: $v^{2} = u^{2} + 2aS$।
मान रखने पर: $0^{2} = (40)^{2} + 2(-2)S$।
$0 = 1600 - 4S$।
$4S = 1600$।
$S = 400 \, m$।
चूंकि गणना की गई रुकने की दूरी $400 \, m$ है और प्लेटफॉर्म की लंबाई $400 \, m$ है,इसलिए ट्रेन बिल्कुल प्लेटफॉर्म के अंत में रुक जाएगी।
194
EasyMCQ
एक लड़की दौड़ में भाग लेते हुए दौड़ के पहले $4 \, s$ के लिए $2.5 \, m s^{-2}$ के त्वरण से दौड़ती है। वह इस समय में कितनी दूरी तय करती है ($, m$ में)?
A
$10$
B
$20$
C
$40$
D
$50$

Solution

(B) दिया गया है: प्रारंभिक वेग $u = 0 \, m/s$,त्वरण $a = 2.5 \, m s^{-2}$,और समय $t = 4 \, s$ है।
तय की गई दूरी $(S)$ ज्ञात करने के लिए,हम गति के दूसरे समीकरण का उपयोग करते हैं:
$S = ut + \frac{1}{2}at^2$
समीकरण में मान रखने पर:
$S = (0 \times 4) + \frac{1}{2} \times 2.5 \times (4)^2$
$S = 0 + 0.5 \times 2.5 \times 16$
$S = 1.25 \times 16 = 20 \, m$
अतः,लड़की इस समय में $20 \, m$ की दूरी तय करती है।
195
Medium
$5\, m s^{-1}$ की गति से चल रहा एक साइकिल सवार $50\, m$ की दूरी तय करने के बाद $10\, m s^{-1}$ का वेग प्राप्त कर लेता है। $(i)$ त्वरण और $(ii)$ वह समय ज्ञात कीजिए जिसमें साइकिल सवार उपरोक्त वेग प्राप्त करता है।

Solution

(N/A) दिया गया है: प्रारंभिक वेग $u = 5\, m s^{-1}$,अंतिम वेग $v = 10\, m s^{-1}$,दूरी $S = 50\, m$.
$(i)$ त्वरण $(a)$ की गणना करने के लिए,हम गति के तीसरे समीकरण का उपयोग करते हैं: $v^{2} - u^{2} = 2aS$.
मान रखने पर: $(10)^{2} - (5)^{2} = 2 \times a \times 50$.
$100 - 25 = 100a$.
$75 = 100a$.
$a = \frac{75}{100} = 0.75\, m s^{-2}$.
$(ii)$ समय $(t)$ की गणना करने के लिए,हम गति के पहले समीकरण का उपयोग करते हैं: $v = u + at$.
मान रखने पर: $10 = 5 + 0.75 \times t$.
$10 - 5 = 0.75t$.
$5 = 0.75t$.
$t = \frac{5}{0.75} = 6.67\, s$.
196
Medium
एक हवाई जहाज $216 \ km \ h^{-1}$ की गति से उतरता है और $2 \ km$ का रनवे तय करने के बाद रुक जाता है। इसके त्वरण और उस समय की गणना करें जिसमें यह स्थिर हो जाता है।

Solution

(N/A) दिया गया है:
प्रारंभिक वेग $u = 216 \ km \ h^{-1} = 216 \times \frac{5}{18} \ m \ s^{-1} = 60 \ m \ s^{-1}$.
अंतिम वेग $v = 0 \ m \ s^{-1}$ (क्योंकि यह स्थिर हो जाता है)।
तय की गई दूरी $S = 2 \ km = 2000 \ m$.
$(i)$ त्वरण $(a)$ ज्ञात करने के लिए,हम समीकरण $v^{2} - u^{2} = 2aS$ का उपयोग करते हैं:
$(0)^{2} - (60)^{2} = 2 \times a \times 2000$
$-3600 = 4000 \times a$
$a = -\frac{3600}{4000} = -0.9 \ m \ s^{-2}$.
$(ii)$ समय $(t)$ ज्ञात करने के लिए,हम समीकरण $v = u + at$ का उपयोग करते हैं:
$0 = 60 + (-0.9) \times t$
$0.9t = 60$
$t = \frac{60}{0.9} \approx 66.67 \ s$.
197
MediumMCQ
$90 \text{ km h}^{-1}$ की गति से चल रहे एक ट्रक को $25 \text{ m}$ की दूरी पर रोक दिया जाता है। मंदन (retardation) और वह समय ज्ञात कीजिए जिसके लिए ब्रेक लगाए गए थे।
A
मंदन = $12.5 \text{ m s}^{-2}$,समय = $2 \text{ s}$
B
मंदन = $10 \text{ m s}^{-2}$,समय = $2.5 \text{ s}$
C
मंदन = $12.5 \text{ m s}^{-2}$,समय = $4 \text{ s}$
D
मंदन = $25 \text{ m s}^{-2}$,समय = $1 \text{ s}$

Solution

(A) दिया गया है: प्रारंभिक वेग $u = 90 \text{ km h}^{-1} = 90 \times \frac{5}{18} \text{ m s}^{-1} = 25 \text{ m s}^{-1}$.
अंतिम वेग $v = 0 \text{ m s}^{-1}$ (क्योंकि ट्रक रुक जाता है)।
दूरी $S = 25 \text{ m}$.
$(i)$ मंदन $(a)$ ज्ञात करने के लिए: गति के तीसरे समीकरण का उपयोग करते हुए,$v^{2} - u^{2} = 2aS$.
$(0)^{2} - (25)^{2} = 2 \times a \times 25$.
$-625 = 50a$.
$a = -\frac{625}{50} = -12.5 \text{ m s}^{-2}$.
मंदन ऋणात्मक त्वरण का परिमाण है,इसलिए मंदन = $12.5 \text{ m s}^{-2}$.
(ii) समय $(t)$ ज्ञात करने के लिए: गति के पहले समीकरण का उपयोग करते हुए,$v = u + at$.
$0 = 25 + (-12.5) \times t$.
$12.5t = 25$.
$t = \frac{25}{12.5} = 2 \text{ s}$.
198
Medium
$90\, km h^{-1}$ की गति से चल रही एक मोटरबाइक $2.5\, s$ में धीमी होकर $18\, km h^{-1}$ हो जाती है। गणना कीजिए:
$(i)$ त्वरण
$(ii)$ धीमी होते समय तय की गई दूरी

Solution

(N/A) प्रारंभिक वेग $u = 90\, km h^{-1} = 90 \times \frac{5}{18} = 25\, m s^{-1}$.
अंतिम वेग $v = 18\, km h^{-1} = 18 \times \frac{5}{18} = 5\, m s^{-1}$.
समय $t = 2.5\, s$.
$(i)$ गति के प्रथम समीकरण $v = u + at$ का उपयोग करने पर:
$5 = 25 + a \times 2.5$
$5 - 25 = 2.5a$
$-20 = 2.5a$
$a = \frac{-20}{2.5} = -8\, m s^{-2}$.
अतः,त्वरण $-8\, m s^{-2}$ है (जो मंदन को दर्शाता है)।
$(ii)$ गति के तीसरे समीकरण $v^2 - u^2 = 2aS$ का उपयोग करने पर:
$(5)^2 - (25)^2 = 2 \times (-8) \times S$
$25 - 625 = -16S$
$-600 = -16S$
$S = \frac{600}{16} = 37.5\, m$.
अतः,तय की गई दूरी $37.5\, m$ है।
199
DifficultMCQ
$90 \, km \, h^{-1}$ की गति से चल रही एक मोटर बाइक पर ब्रेक लगाने से $40 \, m$ की दूरी तय करने के बाद उसकी गति घटकर $54 \, km \, h^{-1}$ हो जाती है। यदि ब्रेक समान बल के साथ लगाए जाते हैं,तो $(i)$ बाइक को रुकने में लगा कुल समय और $(ii)$ बाइक द्वारा तय की गई कुल दूरी की गणना करें।
A
$N$/$A$
B
$N$/$A$
C
$N$/$A$
D
$N$/$A$

Solution

(N/A) स्थिति $1$: प्रारंभिक वेग $u = 90 \, km \, h^{-1} = 90 \times \frac{5}{18} = 25 \, m \, s^{-1}$.
अंतिम वेग $v = 54 \, km \, h^{-1} = 54 \times \frac{5}{18} = 15 \, m \, s^{-1}$.
दूरी $S = 40 \, m$.
समीकरण $v^2 - u^2 = 2aS$ का उपयोग करने पर:
$(15)^2 - (25)^2 = 2 \times a \times 40$
$225 - 625 = 80a$
$-400 = 80a \implies a = -5 \, m \, s^{-2}$.
स्थिति $2$: बाइक $90 \, km \, h^{-1}$ $(u = 25 \, m \, s^{-1})$ से रुक जाती है,इसलिए $v = 0$.
$(i)$ कुल समय $t$ ज्ञात करने के लिए,$v = u + at$ का उपयोग करें:
$0 = 25 + (-5)t$
$5t = 25 \implies t = 5 \, s$.
$(ii)$ कुल दूरी $S$ ज्ञात करने के लिए,$v^2 - u^2 = 2aS$ का उपयोग करें:
$0^2 - (25)^2 = 2 \times (-5) \times S$
$-625 = -10S \implies S = 62.5 \, m$.
200
Medium
एक मोटर कार $25 \ m$ की दूरी में $72 \ km \ h^{-1}$ से धीमी होकर $36 \ km \ h^{-1}$ की गति पर आ जाती है। यदि ब्रेक समान बल के साथ लगाए जाते हैं,तो $(i)$ वह कुल समय जिसमें कार रुक जाती है,और $(ii)$ रुकने तक उसके द्वारा तय की गई कुल दूरी की गणना करें।

Solution

(N/A) स्थिति $1$: प्रारंभिक वेग $u = 72 \ km \ h^{-1} = 20 \ m \ s^{-1}$; अंतिम वेग $v = 36 \ km \ h^{-1} = 10 \ m \ s^{-1}$; दूरी $S = 25 \ m$।
गति के समीकरण $v^{2} - u^{2} = 2aS$ का उपयोग करने पर:
$(10)^{2} - (20)^{2} = 2 \times a \times 25$
$100 - 400 = 50a$
$-300 = 50a$
$a = -6 \ m \ s^{-2}$।
स्थिति $2$: कार $u = 72 \ km \ h^{-1} = 20 \ m \ s^{-1}$ से शुरू होती है और समान मंदन $a = -6 \ m \ s^{-2}$ के साथ रुक $(v = 0)$ जाती है।
$(i)$ कुल समय $t$ ज्ञात करने के लिए,$v = u + at$ का उपयोग करने पर:
$0 = 20 + (-6)t$
$6t = 20$
$t = 3.33 \ s$।
$(ii)$ कुल दूरी $S$ ज्ञात करने के लिए,$v^{2} - u^{2} = 2aS$ का उपयोग करने पर:
$0^{2} - (20)^{2} = 2 \times (-6) \times S$
$-400 = -12S$
$S = 400 / 12 = 33.33 \ m$।

MOTION — Mix Example - MOTION · Frequently Asked Questions

1Are these MOTION questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

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