NCERT Solutions for Class 9 Science: Chapter 06 गति पर बलों का प्रभाव
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Practice Class 9 Science Solutions: Chapter 06 गति पर बलों का प्रभाव
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Question 1: न्यूटन के गति के तीनों नियमों को उदाहरण सहित समझाइए।
Answer:
न्यूटन के गति के प्रथम नियम (जड़त्व का नियम) के अनुसार:
कोई वस्तु विरामावस्था या नियत वेग की सीधी रेखा में गति की अवस्था में तब तक बनी रहती है, जब तक उस पर कोई परिणामी बाह्य बल कार्य न करे।
उदाहरण: मेज पर रखी हुई किताब तब तक गति में नहीं आती जब तक उस पर कोई बाहरी बल न लगाया जाए।
न्यूटन के गति के द्वितीय नियम के अनुसार:
किसी वस्तु के संवेग में परिवर्तन की दर उस वस्तु पर लगने वाले असंतुलित बल के समानुपाती होती है और यह परिवर्तन उसी दिशा में होता है जिस दिशा में बल लगता है, जिसका गणितीय रूप \( F = ma \) है।
उदाहरण: कम द्रव्यमान की गेंद को धकेलना आसान होता है जबकि अधिक द्रव्यमान की वस्तु को अधिक बल की आवश्यकता होती है।
न्यूटन के गति के तृतीय नियम के अनुसार:
प्रत्येक क्रिया के लिए हमेशा समान एवं विपरीत प्रतिक्रिया होती है।
उदाहरण: जब एक तैराक पानी को पीछे की ओर धकेलता है, तो पानी तैराक को आगे की ओर धकेलता है।
मुख्य बिंदु:
• प्रथम नियम जड़त्व की अवधारणा को स्पष्ट करता है।
• द्वितीय नियम बल और त्वरण के बीच मात्रात्मक संबंध (\( F = ma \)) स्थापित करता है।
• तृतीय नियम हमेशा दो अलग-अलग वस्तुओं पर कार्य करने वाले युग्म बलों को दर्शाता है।
आम गलतियाँ:
• क्रिया और प्रतिक्रिया बल एक ही वस्तु पर कार्य करते हैं ऐसा सोचना (जबकि वे दो अलग वस्तुओं पर लगते हैं)।
• जड़त्व को बल समझ लेना।
• \( F = ma \) सूत्र में त्वरण और द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती संबंध को गलत लिखना।
Exam Tips:
a) तीनों नियमों को लिखते समय उनके साथ एक दैनिक जीवन का उदाहरण अवश्य दें।
b) गणितीय सूत्र \( F = ma \) को स्पष्ट रूप से परिभाषित करें।
c) 'क्रिया-प्रतिक्रिया' बल युग्म को समझाते समय वस्तुओं की भिन्नता का उल्लेख करना न भूलें।
Question 2: क्रियाकलाप की सहायता से स्पष्ट कीजिए कि घर्षण बल भिन्न-भिन्न सतहों के लिए भिन्न-भिन्न होता है।
Answer:
क्रियाकलाप 6.1 में तानित रबड़ बैंड की सहायता से सिक्कों के ढेर को विभिन्न सतहों जैसे लकड़ी, पटलित मेज और संगमरमर पर धकेला जाता है।
यह देखा जाता है कि खुरदरी सतह (जैसे लकड़ी) पर सिक्कों का ढेर कम दूरी तय करके रुक जाता है।
इसके विपरीत, चिकनी सतह (जैसे संगमरमर) पर सिक्कों का ढेर अधिक दूरी तय करता है।
इसके पश्चात क्रियाकलाप 6.2 में कमानीदार तुला का उपयोग करके गुटके को खींचकर घर्षण बल का प्रत्यक्ष मापन किया जाता है।
विभिन्न सतहों के लिए मापा गया घर्षण बल अलग-अलग प्राप्त होता है, जिससे यह सिद्ध होता है कि घर्षण बल संपर्क सतहों की प्रकृति पर निर्भर करता है।
मुख्य बिंदु:
• घर्षण बल सतहों की खुरदरेपन या चिकनापन पर निर्भर करता है।
• चिकनी सतहों पर घर्षण कम और खुरदरी सतहों पर अधिक होता है।
• कमानीदार तुला का उपयोग बल मापने के लिए किया जाता है।
आम गलतियाँ:
• यह मानना कि घर्षण केवल सतह के क्षेत्रफल पर निर्भर करता है, न कि उसकी प्रकृति पर।
• क्रियाकलाप के चरणों को गलत क्रम में लिखना।
• कमानीदार तुला के कार्य को स्पष्ट न करना।
Exam Tips:
a) उत्तर में 'सतहों की प्रकृति' शब्द का प्रयोग अवश्य करें।
b) क्रियाकलाप 6.1 और 6.2 का संदर्भ देना न भूलें।
c) खुरदरी और चिकनी सतह के परिणामों की तुलना स्पष्ट रूप से दर्शाएं।
Question 3: न्यूटन के गति के द्वितीय नियम की स्थापना कैसे की जाती है? क्रियाकलाप के आधार पर समझाइए।
Answer:
क्रियाकलाप 6.3 और 6.4 के अनुसार, एक गाड़ी को घिरनी और गिलास द्वारा एक नियत बल से खींचा जाता है, तथा वीडियो के माध्यम से समय-अंतराल मापा जाता है।
जब गिलास का द्रव्यमान (अर्थात उस पर लगने वाला बल) बढ़ाया जाता है, तो गाड़ी का त्वरण भी बढ़ जाता है, जिससे यह सिद्ध होता है कि त्वरण, बल के समानुपाती होता है (\( a \propto F \))।
जब बल को नियत रखते हुए गाड़ी का द्रव्यमान बढ़ाया जाता है, तो त्वरण घट जाता है, जिससे यह सिद्ध होता है कि त्वरण, द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है (\( a \propto 1/m \))।
इन दोनों संबंधों को संयुक्त करने पर निम्नलिखित समीकरण प्राप्त होती है:
\( a \propto \frac{F}{m} \)
या \( F = ma \), जो न्यूटन का द्वितीय नियम कहलाता है।
मुख्य बिंदु:
• त्वरण बल के समानुपाती होता है।
• त्वरण द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
• दोनों संबंधों को मिलाकर \( F = ma \) व्युत्पन्न किया जाता है।
आम गलतियाँ:
• बल और त्वरण के संबंध को व्युत्क्रमानुपाती लिख देना।
• द्रव्यमान बढ़ाने पर त्वरण पर पड़ने वाले प्रभाव को गलत समझना।
• गणितीय व्युत्पत्ति के चरणों को छोड़ देना।
Exam Tips:
a) समानुपाती और व्युत्क्रमानुपाती संबंधों को अलग-अलग बिंदुओं में समझाएं।
b) समीकरण \( F = ma \) को बॉक्स में हाईलाइट करें।
c) क्रियाकलाप के निष्कर्षों को स्पष्ट शब्दों में लिखें।
Question 4: दैनिक जीवन में न्यूटन के तृतीय नियम के चार उदाहरण देकर स्पष्ट कीजिए।
Answer:
पहला उदाहरण: नारियल के पेड़ पर चढ़ते समय व्यक्ति के पैर तने को नीचे की ओर धकेलते हैं (क्रिया) और तना व्यक्ति को ऊपर की ओर बराबर बल से धकेलता है (प्रतिक्रिया)।
दूसरा उदाहरण: डोंगी (नाव) चलाते समय चप्पू जल को पीछे की ओर धकेलता है (क्रिया) और जल चप्पू व डोंगी को आगे की ओर धकेलता है (प्रतिक्रिया)।
तीसरा उदाहरण: रॉकेट के प्रमोचन में गैसें नीचे की ओर निष्कासित होती हैं (क्रिया) और रॉकेट पर ऊपर की ओर बराबर बल लगता है (प्रतिक्रिया)।
चौथा उदाहरण: बंदूक से गोली चलाने पर गोली आगे बढ़ती है (क्रिया) और बंदूक पीछे की ओर प्रतिक्षेपित होती है (प्रतिक्रिया)।
इन सभी उदाहरणों में क्रिया और प्रतिक्रिया बल बराबर परिमाण के परंतु विपरीत दिशा में दो अलग-अलग वस्तुओं पर कार्य करते हैं।
मुख्य बिंदु:
• क्रिया और प्रतिक्रिया बल हमेशा युग्म में होते हैं।
• ये बल परिमाण में समान और दिशा में विपरीत होते हैं।
• ये दो भिन्न वस्तुओं पर कार्य करते हैं।
आम गलतियाँ:
• यह मान लेना कि क्रिया और प्रतिक्रिया बल एक ही वस्तु को संतुलित करते हैं।
• उदाहरणों में दिशा को स्पष्ट न करना।
• चार की बजाय केवल एक या दो उदाहरण लिखना।
Exam Tips:
a) चारों उदाहरणों की हेडिंग या संख्या डालकर स्पष्ट रूप से लिखें।
b) प्रत्येक उदाहरण में क्रिया और प्रतिक्रिया को अलग से रेखांकित करें।
c) परिभाषा के मुख्य निष्कर्ष (दो भिन्न वस्तुएं) का अंत में उल्लेख अवश्य करें।
Question 5: वस्तुओं के निकाय पर लगने वाले बलों का विश्लेषण उदाहरण सहित समझाइए।
Answer:
जब दो पेटिकाएँ (द्रव्यमान \( m_1 \) व \( m_2 \)) एक डोरी द्वारा जुड़ी हों और घर्षण रहित सतह पर एक बाह्य बल \( F \) से खींची जाएँ, तो दोनों पेटिकाओं और डोरी को एक ही 'निकाय' मानकर विश्लेषण करना सरल हो जाता है।
इस स्थिति में डोरी का तनाव आंतरिक बल माना जाता है, जिस पर अलग से विचार करने की आवश्यकता नहीं होती, बल्कि केवल कुल बाह्य बल \( F \) महत्वपूर्ण होता है।
न्यूटन के द्वितीय नियम के अनुसार पूरे निकाय का त्वरण निम्नलिखित होगा:
\( a = \frac{F}{m_1 + m_2} \)
यह ठीक वैसे ही कार्य करता है जैसे \( (m_1 + m_2) \) द्रव्यमान की एक अकेली वस्तु त्वरित होती है।
यह विधि जटिल वस्तुओं के निकायों (जैसे मानव शरीर की समग्र गति या गाड़ियों की श्रृंखला) के अध्ययन को बहुत सरल बना देती है।
मुख्य बिंदु:
• एकाधिक वस्तुओं को एक 'निकाय' मानना विश्लेषण को आसान बनाता है।
• आंतरिक बल (जैसे तनाव) निकाय के कुल त्वरण को प्रभावित नहीं करते।
• कुल द्रव्यमान \( (m_1 + m_2) \) का उपयोग करके त्वरण ज्ञात किया जाता है।
आम गलतियाँ:
• आंतरिक बलों को बाह्य बलों के साथ जोड़ देना।
• कुल द्रव्यमान निकालते समय गलती करना।
• सूत्र \( a = \frac{F}{m_1 + m_2} \) में मानों को गलत प्रतिस्थापित करना।
Exam Tips:
a) निकाय की अवधारणा (System concept) को परिभाषित करते हुए उत्तर शुरू करें।
b) सूत्र को स्पष्ट चरणों में व्युत्पन्न करें।
c) आंतरिक और बाह्य बल के अंतर को एक पंक्ति में अवश्य स्पष्ट करें।
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NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 06 गति पर बलों का प्रभाव
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