CBSE Board class 11 physics ch-4 newton's law of motion
यह पाठ एनसीईआरटी कक्षा 11 भौतिकी के चौथे अध्याय का अंश है, जो मुख्य रूप से गति के नियमों की विस्तृत व्याख्या करता है। इसमें अरस्तू की भ्रामक धारणाओं को चुनौती देते हुए गैलीलियो के जड़त्व के नियम और न्यूटन के गति के तीन मूलभूत नियमों को वैज्ञानिक आधार पर समझाया गया है। लेखक ने दैनिक जीवन के उदाहरणों के माध्यम से बल, संवेग, और आवेग जैसी महत्वपूर्ण अवधारणाओं को स्पष्ट किया है। पाठ में संवेग संरक्षण के सिद्धांत और किसी कण की साम्यावस्था पर भी गहराई से प्रकाश डाला गया है। अंत में, यह स्रोत भौतिकी के इन बुनियादी सिद्धांतों को समझने के लिए गणितीय गणनाओं और उदाहरणों का सहारा लेता है। यह संपूर्ण सामग्री यांत्रिकी के आधार को सुदृढ़ करने के उद्देश्य से तैयार की गई है।
दिए गए स्रोतों में पाठ के अंत में 'अभ्यास' के अंतर्गत प्रश्न 4.1 से 4.23 तक दिए गए हैं। चूँकि स्रोतों में इन अभ्यास प्रश्नों के विस्तृत गणितीय और गणनात्मक हल (solutions) शामिल नहीं हैं, इसलिए मैं पाठ में दिए गए न्यूटन के नियमों के आधार पर मुख्य वैचारिक (conceptual) प्रश्नों के उत्तर दे रहा हूँ:
अभ्यास के वैचारिक प्रश्नों के उत्तर:
प्रश्न 4.1: नीचे गिरती वर्षा की बूँद, तैरता कार्क, स्थिर पतंग, एकसमान वेग से चलती कार और अंतरिक्ष में मुक्त इलेक्ट्रॉन पर कार्यरत नेट बल क्या है?
उत्तर: न्यूटन के गति के प्रथम नियम के अनुसार, यदि कोई वस्तु विरामावस्था में है या एकसमान वेग से गति कर रही है (अर्थात त्वरण शून्य है), तो उस पर लगने वाला नेट बाह्य बल शून्य होता है । चूँकि इन सभी स्थितियों में वस्तुएँ या तो स्थिर हैं या एकसमान वेग से चल रही हैं, अतः इन सभी पर कार्यरत नेट बल शून्य है ।
प्रश्न 4.4: डोरी से बंधे वृत्तीय गति करते कण पर केंद्र की ओर नेट बल क्या है?
उत्तर: इसका सही विकल्प (i) T है। वृत्तीय गति के लिए आवश्यक अभिकेंद्र बल डोरी में उत्पन्न तनाव (T) द्वारा ही प्रदान किया जाता है ।
प्रश्न 4.22: यदि पत्थर घुमाते समय डोरी टूट जाए, तो पत्थर का पथ कैसा होगा?
उत्तर: इसका सही विकल्प (b) है। डोरी टूटने के क्षण, अभिकेंद्र बल समाप्त हो जाता है और जड़त्व के कारण पत्थर स्पर्शरेखीय (tangential) पथ पर उड़ जाता है ।
प्रश्न 4.23: (b) बस के यकायक रुकने पर यात्री आगे क्यों गिरते हैं? और (d) क्रिकेटर गेंद लपकते समय हाथ पीछे क्यों खींचता है?
उत्तर:
(b) जब तीव्र गति से चलती बस यकायक रुकती है, तो हमारे पैर घर्षण के कारण रुक जाते हैं, परंतु शरीर का शेष भाग जड़त्व के कारण आगे की ओर गति करता रहता है, जिसके परिणामस्वरूप हम आगे की ओर गिरते हैं ।
(d) एक अभ्यस्त खिलाड़ी गेंद को लपकते समय अपने हाथों को पीछे की ओर खींचता है ताकि गेंद को रोकने में अधिक समय लगे। संवेग परिवर्तन में अधिक समय लगने से आवश्यक बल कम हो जाता है, जिससे हाथों में चोट नहीं लगती ।
(नोट: स्रोतों में उदाहरण 4.1 से 4.12 तक के पूर्ण गणितीय हल मौजूद हैं, जबकि अभ्यास 4.1 से 4.23 तक के केवल प्रश्न दिए गए हैं [3, 5, 6, 10-19]।)
पाठ पर आधारित पाँच वस्तुनिष्ठ प्रश्न (MCQs):
प्रश्न 1. न्यूटन का गति का प्रथम नियम मुख्य रूप से किस भौतिक गुण को परिभाषित करता है?
A) संवेग
B) त्वरण
C) जड़त्व
D) अभिकेंद्र बल
उत्तर: C) जड़त्व
प्रश्न 2. न्यूटन के गति के द्वितीय नियम के अनुसार, किसी पिण्ड के संवेग परिवर्तन की दर किसके अनुक्रमानुपाती होती है?
A) पिण्ड के वेग के
B) आरोपित बाह्य बल के
C) पिण्ड के द्रव्यमान के
D) घर्षण बल के
उत्तर: B) आरोपित बाह्य बल के
प्रश्न 3. न्यूटन के गति के तृतीय नियम के संबंध में कौन सा कथन सत्य है?
A) क्रिया और प्रतिक्रिया एक ही पिण्ड पर कार्य करते हैं।
B) क्रिया हमेशा प्रतिक्रिया से पहले होती है।
C) क्रिया तथा प्रतिक्रिया बल दो भिन्न पिण्डों पर कार्य करते हैं।
D) ये बल कभी भी एक-दूसरे के विपरीत नहीं होते।
उत्तर: C) क्रिया तथा प्रतिक्रिया बल दो भिन्न पिण्डों पर कार्य करते हैं। [23-25]
प्रश्न 4. स्थैतिक घर्षण (Static Friction) के विषय में क्या सही है?
A) यह गतिज घर्षण से हमेशा कम होता है।
B) यह संपर्क पृष्ठों के क्षेत्रफल पर निर्भर करता है।
C) इसका अपना कोई स्वतंत्र अस्तित्व नहीं होता और यह आरोपित बल के साथ एक सीमा तक बढ़ने वाला स्वयं-समायोज्य बल है।
D) यह वस्तु की वास्तविक गति की दिशा में लगता है।
उत्तर: C) इसका अपना कोई स्वतंत्र अस्तित्व नहीं होता और यह आरोपित बल के साथ एक सीमा तक बढ़ने वाला स्वयं-समायोज्य बल है।
प्रश्न 5. किसी क्षैतिज सड़क पर कार को सुरक्षित वृत्तीय मोड़ लेने के लिए आवश्यक अभिकेंद्र बल (Centripetal force) मुख्य रूप से कौन प्रदान करता है?
A) कार का इंजन
B) कार का भार
C) स्थैतिक घर्षण बल
D) वायु का प्रतिरोध
उत्तर: C) स्थैतिक घर्षण बल
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