बल तथा गति के नियम — मॉडल प्रश्न

विराम में रखी वस्तु पर कुल बाहरी असंतुलित बल शून्य है। वस्तु —

उत्तर: बल शून्य हो तो विराम बनी रहती है। एकसमान वेग भी संभव है यदि वह पहले से चल रही हो।

कालीन को डंडे से पीटने पर धूल निकलती है क्योंकि —

उत्तर: धूल अपनी अवस्था बनाए रखना चाहती है।

लकड़ी की अलमारी को 200 N के क्षैतिज बल से एकसमान वेग देना है। घर्षण बल ___ N है।

उत्तर: एकसमान वेग का अर्थ त्वरण शून्य।

शुद्ध बाहरी असंतुलित बल शून्य हो तो क्या वस्तु अशून्य वेग से चल सकती है?

उत्तर: हाँ। वेग अशून्य हो सकता है, पर उसका परिमाण और दिशा दोनों स्थिर रहने चाहिए। यही एकसमान सरल गति है।

10 g गोली 150 m s⁻¹ से लकड़ी में घुसकर 0.03 s में रुकती है। लकड़ी का बल और घुसाव दूरी निकालो।

उत्तर: m = 0.01 kg। a = (0 − 150)/0.03 = −5000 m s⁻²। F = ma = 0.01 × (−5000) = −50 N। परिमाण 50 N। दूरी s = ut + ½at² = 150×0.03 + ½(−5000)(0.03)² = 4.5 − 2.25 = 2.25 m।

8000 kg इंजन पाँच डिब्बे खींचता है, हर डिब्बा 2000 kg। इंजन 40000 N लगाता है और पटरी का घर्षण 5000 N है। कुल द्रव्यमान, शुद्ध बल और त्वरण निकालो।

उत्तर: डिब्बों का द्रव्यमान 5×2000 = 10000 kg। इंजन सहित कुल m = 18000 kg। शुद्ध बल = 40000 − 5000 = 35000 N। a = F/m = 35000/18000 = 1.94 m s⁻²।

खुरदरे फर्श पर बक्सा छोटे धक्के से नहीं हिलता। सबसे सही कारण है —

उत्तर: घर्षण धक्के को संतुलित कर देता है।

100 kg वस्तु का वेग 6 s में 5 m s⁻¹ से 8 m s⁻¹ होता है। बल का परिमाण है —

उत्तर: F = 100×(8−5)/6 = 50 N।

उत्तर: A सही है। R गलत — दोनों बल भिन्न वस्तुओं पर हैं। ट्रक का बड़ा द्रव्यमान त्वरण को नगण्य कर देता है।

उत्तर: दोनों सही हैं और R, A की व्याख्या है।

एक छात्र कहता है कि समतल पर लुढ़कती गेंद इसलिए रुकती है क्योंकि कोई बल न हो तो हर वस्तु रुकना चाहती है। इस बात को सुधारो।

उत्तर: कोई असंतुलित बल न हो तो गेंद एकसमान वेग से चलती रहती है। वह इसलिए रुकती है क्योंकि घर्षण गति का विरोध करता है। विराम कोई खास प्राकृतिक अवस्था नहीं है।

1 kg वस्तु 10 m s⁻¹ से चलकर 5 kg के रुके गुटके से चिपक जाती है। टक्कर से ठीक पहले और बाद का कुल संवेग, और साझी चाल निकालो।

उत्तर: पहले p = 1×10 + 5×0 = 10 kg m s⁻¹। बाहरी बल न हो तो बाद का कुल संवेग भी 10 kg m s⁻¹। (1+5)v = 10। v = 10/6 = 1.67 m s⁻¹।