અ Gujarati

Mix Examples - FORCE AND LAWS OF MOTION Questions in Gujarati

Class 9 Science · FORCE AND LAWS OF MOTION · Mix Examples - FORCE AND LAWS OF MOTION

71+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 21 of 71 questions in Gujarati

51
Medium
$(a)$ ન્યૂટનનો ગતિનો બીજો નિયમ જણાવો અને દર્શાવો કે ગતિના પ્રથમ નિયમને બીજા નિયમના ગાણિતિક સમીકરણ પરથી કેવી રીતે તારવી શકાય છે.
$(b)$ એક પથ્થરને બારીમાંથી નીચે પાડતા તે $0.5 \, s$ માં જમીન પર પહોંચે છે (આપેલ છે $g = 10 \, m \, s^{-2}$):
$(i)$ જમીન પર અથડાય તે પહેલાં તેની ઝડપ ગણો.
$(ii)$ $0.5 \, s$ દરમિયાન સરેરાશ ઝડપ કેટલી હશે?
$(iii)$ જમીનથી બારીની ઊંચાઈ ગણો.

Solution

(N/A) ગતિનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે, "કોઈ પદાર્થના વેગમાનમાં થતો ફેરફારનો દર તેના પર લાગતા અસંતુલિત બળના સમપ્રમાણમાં હોય છે અને તે બળની દિશામાં હોય છે." તેનું ગાણિતિક સ્વરૂપ $F = ma$ છે。
$a = \frac{v-u}{t}$ હોવાથી, $F = m \frac{v-u}{t}$, જેનો અર્થ થાય છે $Ft = mv - mu$.
જો બાહ્ય બળ $F = 0$ હોય, તો $mv - mu = 0$, એટલે કે $mv = mu$, અથવા $v = u$. આ દર્શાવે છે કે જો પદાર્થ પર કોઈ બાહ્ય બળ ન લાગે, તો તેનો વેગ અચળ રહે છે (અચળ ગતિ). જો $u = 0$ હોય, તો $v = 0$ થાય, એટલે કે પદાર્થ સ્થિર રહે છે. આ ન્યૂટનનો ગતિનો પ્રથમ નિયમ છે。
$(b)$ આપેલ છે: $u = 0 \, m \, s^{-1}$, $t = 0.5 \, s$, $g = 10 \, m \, s^{-2}$.
$(i)$ $v = u + gt$ નો ઉપયોગ કરતા: $v = 0 + 10 \times 0.5 = 5 \, m \, s^{-1}$.
$(ii)$ સરેરાશ ઝડપ = $\frac{v + u}{2} = \frac{5 + 0}{2} = 2.5 \, m \, s^{-1}$.
$(iii)$ $h = ut + \frac{1}{2}gt^2$ નો ઉપયોગ કરતા: $h = 0 + \frac{1}{2} \times 10 \times (0.5)^2 = 5 \times 0.25 = 1.25 \, m$.
52
Easy
$(i)$ પદાર્થોના વેગમાં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરવાના ગુણધર્મનું નામ આપો.
$(ii)$ બળ અને પ્રવેગ વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?
$(iii)$ પદાર્થના દળ અને વેગના ગુણાકારને શું કહેવામાં આવે છે?
$(iv)$ કઈ ભૌતિક રાશિ વેગમાનના ફેરફારના દરને અનુરૂપ છે?
$(v)$ રોકેટ કયા સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે તેનું નામ આપો.

Solution

(N/A) $(i)$ પદાર્થોના સ્થિર કે ગતિમાન અવસ્થામાં થતા ફેરફારનો વિરોધ કરવાના ગુણધર્મને જડત્વ (Inertia) કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,સંબંધ $F = ma$ છે,જ્યાં $F$ એ બળ,$m$ એ દળ અને $a$ એ પ્રવેગ છે.
$(iii)$ પદાર્થના દળ અને વેગના ગુણાકારને વેગમાન (Momentum) કહેવામાં આવે છે $(p = mv)$.
$(iv)$ વેગમાનના ફેરફારનો દર એ લાગુ પાડેલા બળ (Force) જેટલો હોય છે.
$(v)$ રોકેટ ન્યૂટનના ગતિના ત્રીજા નિયમ અને રેખીય વેગમાન સંરક્ષણના નિયમના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
53
Medium
$(a)$ $100\, g$ અને $200\, g$ દળ ધરાવતી બે વસ્તુઓ એક જ રેખા અને દિશામાં અનુક્રમે $2\, m s^{-1}$ અને $1\, m s^{-1}$ ના વેગથી ગતિ કરી રહી છે. તેઓ અથડાય છે અને અથડામણ પછી,પ્રથમ વસ્તુ $1.67\, m s^{-1}$ ના વેગથી ગતિ કરે છે. બીજી વસ્તુનો વેગ શોધો.
$(b)$ જો કોઈ વ્યક્તિ હોડીમાંથી કૂદકો મારે,તો હોડી પાછળની તરફ જાય છે. શા માટે?

Solution

(N/A) આપેલ છે: $m_1 = 100\, g = 0.1\, kg$,$m_2 = 200\, g = 0.2\, kg$,$u_1 = 2\, m s^{-1}$,$u_2 = 1\, m s^{-1}$,$v_1 = 1.67\, m s^{-1}$.
વેગમાન સંરક્ષણના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $m_1 u_1 + m_2 u_2 = m_1 v_1 + m_2 v_2$.
કિંમતો મૂકતા: $(0.1 \times 2) + (0.2 \times 1) = (0.1 \times 1.67) + (0.2 \times v_2)$.
$0.2 + 0.2 = 0.167 + 0.2 v_2$.
$0.4 = 0.167 + 0.2 v_2$.
$0.2 v_2 = 0.4 - 0.167 = 0.233$.
$v_2 = 0.233 / 0.2 = 1.165\, m s^{-1}$.
$(b)$ આ ઘટના ન્યૂટનના ગતિના ત્રીજા નિયમ અને વેગમાન સંરક્ષણના નિયમ પર આધારિત છે. જ્યારે વ્યક્તિ આગળની તરફ કૂદકો મારે છે,ત્યારે તે હોડી પર પાછળની દિશામાં બળ લગાડે છે. હોડી પાણીમાં તરતી હોવાથી અને સ્થિર ન હોવાથી,તે તંત્રનું કુલ વેગમાન જાળવી રાખવા માટે પાછળની તરફ ગતિ કરે છે.
54
Medium
$(a)$ ન્યૂટનનો ગતિનો ત્રીજો નિયમ જણાવો અને આ નિયમને સમજાવવા માટે બે ઉદાહરણો આપો.
$(b)$ નીચેના કિસ્સાઓમાં જરૂરી બળની ગણતરી કરો:
$(i)$ $4 \, kg$ દળ ધરાવતા પદાર્થમાં $2.5 \, m s^{-2}$ નો પ્રવેગ ઉત્પન્ન કરવા માટે.
$(ii)$ $10 \, kg$ દળ ધરાવતા પદાર્થમાં $3 \, m s^{-2}$ નો પ્રવેગ ઉત્પન્ન કરવા માટે.

Solution

(N/A) ન્યૂટનનો ગતિનો ત્રીજો નિયમ જણાવે છે કે, "દરેક ક્રિયાબળની સામે હંમેશા સમાન મૂલ્યનું અને વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રતિક્રિયાબળ હોય છે."
ઉદાહરણો:
$(i)$ ચાલવું: જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ ચાલે છે, ત્યારે તે તેના પગ વડે જમીનને પાછળની તરફ ધકેલે છે (ક્રિયાબળ). જમીન પગ પર સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં બળ લગાડે છે (પ્રતિક્રિયાબળ), જે વ્યક્તિને આગળ ધકેલે છે.
$(ii)$ હોડીમાંથી કૂદવું: જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ હોડીમાંથી બહાર કૂદે છે, ત્યારે તે હોડીને પાછળની તરફ ધકેલે છે (ક્રિયાબળ). હોડી વ્યક્તિ પર સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં બળ લગાડે છે, જે વ્યક્તિને આગળ ધકેલે છે, જ્યારે હોડી પાછળની તરફ જાય છે (પ્રતિક્રિયાબળ).
$(b)$ સૂત્ર $F = m \times a$ નો ઉપયોગ કરતા:
$(i)$ આપેલ છે $m = 4 \, kg$ અને $a = 2.5 \, m s^{-2}$.
$F = 4 \, kg \times 2.5 \, m s^{-2} = 10 \, N$.
$(ii)$ આપેલ છે $m = 10 \, kg$ અને $a = 3 \, m s^{-2}$.
$F = 10 \, kg \times 3 \, m s^{-2} = 30 \, N$.
55
Medium
$(a)$ વેગમાનની વ્યાખ્યા આપો. તેનો $SI$ એકમ લખો.
$(b)$ એક કાર અને એક ટ્રકનું વેગમાન સમાન છે. કોનો વેગ વધારે હશે અને શા માટે?
$(c)$ $20 \ g$ દળની એક ગોળી $500 \ m s^{-1}$ ની ઝડપથી ગતિ કરતી વખતે $1 \ kg$ દળના લાકડાના બ્લૉક સાથે અથડાય છે અને તેમાં ખૂંપી જાય છે. બ્લૉક ગોળી સાથે જે ઝડપે ગતિ કરે છે તે શોધો.

Solution

(N/A) વેગમાન એટલે પદાર્થના દળ અને વેગનો ગુણાકાર. તેનો $SI$ એકમ $kg \ m s^{-1}$ છે.
$(b)$ વેગમાનનું સૂત્ર $p = m v$ છે. બંને માટે વેગમાન $p$ સમાન હોવાથી,$m_{T} v_{T} = m_{C} v_{C}$ થાય. ટ્રકનું દળ $m_{T}$ એ કારના દળ $m_{C}$ કરતા વધારે હોવાથી,સમાન વેગમાન જાળવી રાખવા માટે કારનો વેગ $v_{C}$ એ ટ્રકના વેગ $v_{T}$ કરતા વધારે હોવો જોઈએ.
$(c)$ આપેલ છે: ગોળીનું દળ $m_{1} = 20 \ g = 0.02 \ kg$,પ્રારંભિક વેગ $u_{1} = 500 \ m s^{-1}$. બ્લૉકનું દળ $m_{2} = 1 \ kg$,પ્રારંભિક વેગ $u_{2} = 0 \ m s^{-1}$.
વેગમાન સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $m_{1} u_{1} + m_{2} u_{2} = (m_{1} + m_{2}) v$.
$(0.02 \times 500) + (1 \times 0) = (0.02 + 1) v$.
$10 = 1.02 \times v$.
$v = 10 / 1.02 \approx 9.8 \ m s^{-1}$.
56
Medium
$2 \ kg$ દળ માટે,$v-t$ આલેખ આપેલ છે. $OA$,$AB$ અને $BC$ ભાગમાં પદાર્થ પર લાગતું બળ શોધો.
Question diagram

Solution

(N/A) ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ પદાર્થ પર લાગતું બળ $F = ma$ છે,જ્યાં $a$ એ $v-t$ આલેખના ઢાળ પરથી મેળવેલ પ્રવેગ છે.
$1$. $OA$ ભાગ માટે:
પ્રવેગ $a = \frac{v_f - v_i}{t_f - t_i} = \frac{20 - 0}{10 - 0} = 2 \ m \ s^{-2}$.
બળ $F = ma = 2 \ kg \times 2 \ m \ s^{-2} = 4 \ N$.
$2$. $AB$ ભાગ માટે:
વેગ અચળ છે,તેથી પ્રવેગ $a = 0 \ m \ s^{-2}$.
બળ $F = ma = 2 \ kg \times 0 \ m \ s^{-2} = 0 \ N$.
$3$. $BC$ ભાગ માટે:
પ્રવેગ $a = \frac{v_f - v_i}{t_f - t_i} = \frac{0 - 20}{40 - 30} = -2 \ m \ s^{-2}$.
બળ $F = ma = 2 \ kg \times (-2) \ m \ s^{-2} = -4 \ N$.
ઋણ નિશાની દર્શાવે છે કે આ પ્રતિપ્રવેગી બળ છે.
57
Medium
નીચેના પર લાગતા પરિણામી બળનું મૂલ્ય અને દિશા જણાવો:
$(a)$ અચળ ઝડપથી નીચે પડતું વરસાદનું ટીપું.
$(b)$ પાણી પર તરતો $10 \,g$ દળનો બૂચ (cork).
$(c)$ આકાશમાં કુશળતાપૂર્વક સ્થિર રાખેલી પતંગ.

Solution

(N/A) વરસાદનું ટીપું અચળ ઝડપથી નીચે પડે છે,જેનો અર્થ છે કે તેનો પ્રવેગ $a = 0$ છે. ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,પરિણામી બળ $F = ma = m(0) = 0$ થાય. આમ,પરિણામી બળ શૂન્ય છે.
$(b)$ પાણી પર તરતો બૂચ સંતુલિત અવસ્થામાં હોય છે. નીચેની તરફ લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ (વજન) એ ઉપરની તરફ લાગતા ઉત્પ્લાવક બળ (upthrust) દ્વારા સંતુલિત થાય છે. તેથી,બૂચ પર લાગતું પરિણામી બળ શૂન્ય છે.
$(c)$ પતંગ સ્થિર રાખેલી હોવાથી,તેનો વેગ શૂન્ય છે અને તેનો પ્રવેગ પણ શૂન્ય છે. ન્યૂટનના ગતિના પ્રથમ નિયમ મુજબ,જો કોઈ પદાર્થ સ્થિર હોય,તો તેના પર લાગતું પરિણામી બાહ્ય બળ શૂન્ય હોવું જોઈએ.
58
DifficultMCQ
એક ટ્રક સ્થિર અવસ્થામાંથી ગતિ શરૂ કરે છે અને અચળ પ્રવેગ સાથે ટેકરી પરથી નીચે ઉતરે છે. તે $20 \, s$ માં $400 \, m$ અંતર કાપે છે. તેનો પ્રવેગ શોધો. જો તેનું દળ $7$ મેટ્રિક ટન હોય, તો તેના પર લાગતું બળ શોધો.
A
પ્રવેગ = $2 \, m/s^2$, બળ = $14000 \, N$
B
પ્રવેગ = $1 \, m/s^2$, બળ = $7000 \, N$
C
પ્રવેગ = $4 \, m/s^2$, બળ = $28000 \, N$
D
પ્રવેગ = $0.5 \, m/s^2$, બળ = $3500 \, N$

Solution

(A) આપેલ છે:
પ્રારંભિક વેગ, $u = 0 \, m/s$
કાપેલ અંતર, $S = 400 \, m$
સમય, $t = 20 \, s$
ટ્રકનું દળ, $m = 7 \, \text{મેટ્રિક ટન} = 7000 \, kg$
$(a)$ પ્રવેગ $(a)$ શોધવા માટે:
ગતિના બીજા સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા, $S = ut + \frac{1}{2}at^2$
$400 = (0)(20) + \frac{1}{2} \times a \times (20)^2$
$400 = \frac{1}{2} \times a \times 400$
$a = \frac{400 \times 2}{400} = 2 \, m/s^2$
$(b)$ બળ $(F)$ શોધવા માટે:
ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમનો ઉપયોગ કરતા, $F = m \times a$
$F = 7000 \, kg \times 2 \, m/s^2 = 14000 \, N$
59
MediumMCQ
$500 \, g$ દળ ધરાવતો એક પદાર્થ ઘર્ષણરહિત સપાટી પર સ્થિર છે. જ્યારે તેના પર $10^{-2} \, N$ નું બળ લગાડવામાં આવે,ત્યારે $10 \, s$ માં તેણે કાપેલું અંતર ગણો. ($, m$ માં)
A
$0.5$
B
$1$
C
$2$
D
$5$

Solution

(B) આપેલ છે: દળ $m = 500 \, g = 0.5 \, kg$,સમય $t = 10 \, s$,બળ $F = 10^{-2} \, N = 0.01 \, N$,અને પ્રારંભિક વેગ $u = 0 \, m/s$.
પ્રથમ,ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ $F = ma$ નો ઉપયોગ કરીને પ્રવેગ $a$ શોધો:
$a = \frac{F}{m} = \frac{0.01 \, N}{0.5 \, kg} = 0.02 \, m/s^2$.
ત્યારબાદ,કાપેલું અંતર $S$ શોધવા માટે ગતિના બીજા સમીકરણનો ઉપયોગ કરો:
$S = ut + \frac{1}{2}at^2$
$S = 0 \times 10 + \frac{1}{2} \times 0.02 \times (10)^2$
$S = 0 + 0.01 \times 100 = 1 \, m$.
આમ,પદાર્થ દ્વારા કાપવામાં આવેલું અંતર $1 \, m$ છે.
60
Medium
$5\, g$ દળની એક ગોળી $120\, m s^{-1}$ ની ઝડપે ગતિ કરી એક સ્થિર લક્ષ્યમાં ઊંડે સુધી ઘૂસી જાય છે અને $0.01\, s$ માં સ્થિર થાય છે. ગણતરી કરો:
$(a)$ લક્ષ્યમાં ઘૂસવાનું અંતર
$(b)$ ગોળી પર લાગતું સરેરાશ બળ

Solution

(N/A) આપેલ છે: દળ $m = 5\, g = 5 \times 10^{-3}\, kg$,પ્રારંભિક વેગ $u = 120\, m s^{-1}$,અંતિમ વેગ $v = 0\, m s^{-1}$,સમય $t = 0.01\, s$.
$(a)$ સૌ પ્રથમ,$v = u + at$ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને પ્રવેગ $a$ શોધો:
$0 = 120 + a \times 0.01$
$a = -\frac{120}{0.01} = -12000\, m s^{-2}$ (ઋણ નિશાની પ્રતિપ્રવેગ સૂચવે છે).
હવે,$S = ut + \frac{1}{2}at^2$ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ઘૂસવાનું અંતર $S$ શોધો:
$S = (120 \times 0.01) + \frac{1}{2} \times (-12000) \times (0.01)^2$
$S = 1.2 - 0.6 = 0.6\, m$.
$(b)$ ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ $F = ma$ નો ઉપયોગ કરીને સરેરાશ બળ $F$ શોધો:
$F = (5 \times 10^{-3}\, kg) \times (12000\, m s^{-2})$
$F = 60\, N$.
61
Medium
$1000 \, kg$ દળ ધરાવતી એક કાર $15 \, m/s$ ના વેગથી ગતિ કરે છે અને એક ઝાડ સાથે અથડાઈને $5 \, s$ માં સ્થિર થઈ જાય છે. કાર દ્વારા ઝાડ પર કેટલું બળ લગાડવામાં આવશે?

Solution

(3000 N) આપેલ છે:
કારનું દળ $(m) = 1000 \, kg$
કારનો પ્રારંભિક વેગ $(u) = 15 \, m/s$
કારનો અંતિમ વેગ $(v) = 0 \, m/s$ (કાર સ્થિર થાય છે)
લાગતો સમય $(t) = 5 \, s$
ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,ઝાડ દ્વારા કાર પર લાગતું બળ:
$F = m \times a = m \times \frac{(v - u)}{t}$
કિંમતો મૂકતા:
$F = 1000 \times \frac{(0 - 15)}{5}$
$F = 1000 \times (-3) = -3000 \, N$
ઋણ નિશાની દર્શાવે છે કે ઝાડ દ્વારા કાર પર લાગતું બળ ગતિની વિરુદ્ધ દિશામાં છે.
ન્યૂટનના ગતિના ત્રીજા નિયમ મુજબ,કાર દ્વારા ઝાડ પર લાગતું બળ એ ઝાડ દ્વારા કાર પર લાગતા બળ જેટલું જ પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે.
તેથી,કાર દ્વારા ઝાડ પર લાગતું બળ $3000 \, N$ છે.
62
MediumMCQ
એક મશીનગન $50 \, g$ ની ગોળીઓ $150 \, m s^{-1}$ ના વેગથી છોડી શકે છે. $60 \, kg$ નો એક પથ્થર $10 \, m s^{-1}$ ના વેગથી મશીનગન તરફ આવી રહ્યો છે. પથ્થરને સ્થિર કરવા માટે મશીનગનમાંથી કેટલી ગોળીઓ છોડવી પડે?
A
$80$
B
$100$
C
$120$
D
$150$

Solution

(A) આપેલ છે:
ગોળીનું દળ $m_{B} = 50 \, g = 50 \times 10^{-3} \, kg = 0.05 \, kg$.
ગોળીનો વેગ $v_{B} = 150 \, m s^{-1}$.
પથ્થરનું દળ $m_{S} = 60 \, kg$.
પથ્થરનો વેગ $v_{S} = 10 \, m s^{-1}$.
ધારો કે પથ્થરને રોકવા માટે જરૂરી ગોળીઓની સંખ્યા $n$ છે.
વેગમાન સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,પથ્થરને સ્થિર કરવા માટે તંત્રનું કુલ વેગમાન શૂન્ય હોવું જોઈએ.
$n(m_{B} v_{B}) + m_{S} v_{S} = 0$.
પથ્થરની ગતિની દિશાને ધન લેતા,ગોળીઓ વિરુદ્ધ દિશામાં છોડવામાં આવે છે,તેથી તેમનો વેગ પથ્થરની ગતિની સાપેક્ષમાં ઋણ લેવો પડે.
$n(0.05 \times 150) + 60 \times (-10) = 0$.
$n(7.5) = 600$.
$n = \frac{600}{7.5} = 80$.
આમ,પથ્થરને રોકવા માટે $80$ ગોળીઓ છોડવી પડશે.
63
Difficult
$5 \ kg$ ના પદાર્થ પર $2 \ s$ ના સમયગાળા માટે એક અચળ બળ લાગે છે. તે પદાર્થનો વેગ $3 \ m s^{-1}$ થી વધારીને $7 \ m s^{-1}$ કરે છે. લાગુ પાડેલા બળનું મૂલ્ય શોધો. હવે,જો આ બળ $5 \ s$ ના સમયગાળા માટે લગાડવામાં આવે,તો પદાર્થનો અંતિમ વેગ શું હશે?

Solution

(D) આપેલ છે: દળ $m = 5 \ kg$,પ્રારંભિક વેગ $u = 3 \ m s^{-1}$,અંતિમ વેગ $v = 7 \ m s^{-1}$,સમય $t = 2 \ s$.
ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમનો ઉપયોગ કરતા,$F = m \times a = m \times \frac{(v - u)}{t}$.
કિંમતો મૂકતા: $F = \frac{5 \times (7 - 3)}{2} = \frac{5 \times 4}{2} = 10 \ N$.
હવે,બીજા ભાગ માટે,બળ $F = 10 \ N$ ને $t' = 5 \ s$ માટે લગાડવામાં આવે છે.
પ્રવેગ $a = \frac{F}{m} = \frac{10}{5} = 2 \ m s^{-2}$.
ગતિના પ્રથમ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા,$v' = u + a \times t'$.
$v' = 3 + (2 \times 5) = 3 + 10 = 13 \ m s^{-1}$.
64
Medium
$3 \times 10^{4} \text{ kg}$ દળ ધરાવતું એક સ્ટીમ એન્જિન,દરેક $2 \times 10^{4} \text{ kg}$ દળ ધરાવતા બે વેગન (ડબ્બા) ને $0.2 \text{ m s}^{-2}$ ના પ્રવેગથી ખેંચે છે. ઘર્ષણ બળને અવગણતા,નીચેનાની ગણતરી કરો:
$(i)$ એન્જિન દ્વારા લગાડવામાં આવતું બળ.
$(ii)$ દરેક વેગન દ્વારા અનુભવાતું બળ.

Solution

(N/A) આપેલ છે:
એન્જિનનું દળ $M_{E} = 3 \times 10^{4} \text{ kg}$
દરેક વેગનનું દળ $M_{w} = 2 \times 10^{4} \text{ kg}$
પ્રવેગ $a = 0.2 \text{ m s}^{-2}$
$(i)$ એન્જિન દ્વારા ખેંચાતું કુલ દળ $M_{total} = M_{E} + 2M_{w} = 3 \times 10^{4} + 4 \times 10^{4} = 7 \times 10^{4} \text{ kg}$ છે.
એન્જિન દ્વારા લગાડવામાં આવતું બળ $F = M_{total} \times a = (7 \times 10^{4} \text{ kg}) \times (0.2 \text{ m s}^{-2}) = 1.4 \times 10^{4} \text{ N}$ થાય.
$(ii)$ દરેક વેગન દ્વારા અનુભવાતું બળ એ તે વેગનને પ્રવેગિત કરવા માટે જરૂરી બળ છે. એક વેગન માટે,$F_{w} = M_{w} \times a = (2 \times 10^{4} \text{ kg}) \times (0.2 \text{ m s}^{-2}) = 0.4 \times 10^{4} \text{ N} = 4000 \text{ N}$ થાય.
65
Difficult
એક માણસ $0.5\, kg$ દળના દડાને $25\, m s^{-1}$ ના વેગથી શિરોલંબ ઉપરની તરફ ફેંકે છે. શોધો:
$(a)$ દડાનું પ્રારંભિક વેગમાન.
$(b)$ મહત્તમ ઊંચાઈના અડધા અંતરે દડાનું વેગમાન (આપેલ છે $g = 10\, m s^{-2}$).

Solution

(N/A) પ્રારંભિક વેગમાનની ગણતરી $p = m \times u = 0.5 \times 25 = 12.5\, kg\, m s^{-1}$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
$(b)$ સૌ પ્રથમ,$v^2 = u^2 - 2gh$ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને મહત્તમ ઊંચાઈ $h$ શોધો. મહત્તમ ઊંચાઈએ $v = 0$ થાય,તેથી $0 = (25)^2 - 2 \times 10 \times h$,જે $h = 625 / 20 = 31.25\, m$ આપે છે.
અડધું અંતર $H = h / 2 = 31.25 / 2 = 15.625\, m$ છે.
હવે,$v^2 = u^2 - 2gH$ નો ઉપયોગ કરીને આ ઊંચાઈએ વેગ $v$ શોધો:
$v^2 = (25)^2 - 2 \times 10 \times 15.625 = 625 - 312.5 = 312.5$.
$v = \sqrt{312.5} \approx 17.68\, m s^{-1}$.
અડધા અંતરે વેગમાન $p = m \times v = 0.5 \times 17.68 = 8.84\, kg\, m s^{-1}$ છે.
66
Medium
$5 \, g$ દળની એક ગોળી $120 \, m s^{-1}$ ની ઝડપે ગતિ કરતી એક સ્થિર લક્ષ્યમાં ઊંડે સુધી ઘૂસી જાય છે અને $0.01 \, s$ માં સ્થિર થાય છે. ગણતરી કરો: $(a)$ લક્ષ્યમાં ઘૂસવાનું અંતર,$(b)$ ગોળી પર લાગતું સરેરાશ બળ.

Solution

(N/A) આપેલ છે: દળ $m = 5 \, g = 5 \times 10^{-3} \, kg$,પ્રારંભિક વેગ $u = 120 \, m s^{-1}$,અંતિમ વેગ $v = 0$,સમય $t = 0.01 \, s$.
$(a)$ ઘૂસવાનું અંતર $(S)$ શોધવા માટે,આપણે ગતિના પ્રથમ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને પ્રવેગ $(a)$ શોધીશું: $v = u + at$.
$0 = 120 + a \times 0.01$
$a = -120 / 0.01 = -12000 \, m s^{-2}$.
(ઋણ નિશાની પ્રતિપ્રવેગ સૂચવે છે).
હવે,ગતિના બીજા સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $S = ut + \frac{1}{2}at^2$.
$S = (120 \times 0.01) + \frac{1}{2} \times (-12000) \times (0.01)^2$
$S = 1.2 - 0.6 = 0.6 \, m$.
$(b)$ ગોળી પર લાગતું સરેરાશ બળ $(F)$ ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ દ્વારા ગણવામાં આવે છે: $F = ma$.
$F = (5 \times 10^{-3} \, kg) \times (12000 \, m s^{-2})$
$F = 60 \, N$ (આ બળ પ્રતિરોધક પ્રકારનું છે).
67
DifficultMCQ
$60 \ kg$ વજન ધરાવતો એક માણસ $18 \ km \ h^{-1}$ ના વેગથી પાટા પર દોડે છે અને પાટા પર ઉભેલી $1$ ક્વિન્ટલ $(100 \ kg)$ દળ ધરાવતી એક ગાડીમાં કૂદી પડે છે. ગાડી જે વેગથી પાટા પર ગતિ કરવાનું શરૂ કરશે તેની ગણતરી કરો. ($m \ s^{-1}$ માં)
A
$1.875$
B
$2.5$
C
$3.0$
D
$1.5$

Solution

(A) આપેલ છે:
માણસનું દળ $m_{1} = 60 \ kg$
માણસનો પ્રારંભિક વેગ $u_{1} = 18 \ km \ h^{-1} = 18 \times (5/18) \ m \ s^{-1} = 5 \ m \ s^{-1}$
ગાડીનું દળ $m_{2} = 1 \ \text{ક્વિન્ટલ} = 100 \ kg$
ગાડીનો પ્રારંભિક વેગ $u_{2} = 0 \ m \ s^{-1}$
ધારો કે માણસ ગાડીમાં કૂદ્યા પછી ગાડી અને માણસનો સામાન્ય વેગ $V$ છે.
વેગમાન સંરક્ષણના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
કૂદ્યા પછીનું કુલ વેગમાન = કૂદ્યા પહેલાનું કુલ વેગમાન
$(m_{1} + m_{2}) V = m_{1} u_{1} + m_{2} u_{2}$
$(60 + 100) V = (60 \times 5) + (100 \times 0)$
$160 V = 300$
$V = 300 / 160 = 1.875 \ m \ s^{-1}$
આમ, ગાડી $1.875 \ m \ s^{-1}$ ના વેગથી ગતિ કરવાનું શરૂ કરશે.
68
Easy
એક કાર સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થાય છે અને અચળ પ્રવેગ સાથે ટેકરી નીચે ગબડે છે. તે $10 \ s$ માં $800 \ m$ નું અંતર કાપે છે. તેનો પ્રવેગ શોધો. જો તેનું દળ $800 \ kg$ હોય,તો તેના પર લાગતું બળ પણ શોધો.

Solution

(N/A) આપેલ છે: પ્રારંભિક વેગ $u = 0 \ m/s$,અંતર $S = 800 \ m$,સમય $t = 10 \ s$,દળ $m = 800 \ kg$.
ગતિના બીજા સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $S = ut + \frac{1}{2}at^2$.
કિંમતો મૂકતા: $800 = (0 \times 10) + \frac{1}{2} \times a \times (10)^2$.
$800 = 0 + \frac{1}{2} \times a \times 100$.
$800 = 50a$.
$a = \frac{800}{50} = 16 \ m/s^2$.
હવે,ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમનો ઉપયોગ કરીને બળની ગણતરી કરતા: $F = ma$.
$F = 800 \ kg \times 16 \ m/s^2 = 12800 \ N$.
69
Medium
$200 \ kg$ દળ ધરાવતા પદાર્થ પર $50 \ N$ નું અચળ ઘર્ષણ બળ લાગે છે,જે શરૂઆતમાં $15 \ m \ s^{-1}$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે. પદાર્થને અટકતા કેટલો સમય લાગશે? સ્થિર થતા પહેલા તે કેટલું અંતર કાપશે?

Solution

(N/A) આપેલ છે: બળ $F = -50 \ N$ (અવરોધક બળ),દળ $m = 200 \ kg$,પ્રારંભિક વેગ $u = 15 \ m \ s^{-1}$,અંતિમ વેગ $v = 0 \ m \ s^{-1}$.
$1$. પ્રવેગ $(a)$ ની ગણતરી:
ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,$F = ma$,તેથી $a = F / m = -50 / 200 = -0.25 \ m \ s^{-2}$.
$2$. સમય $(t)$ ની ગણતરી:
ગતિના પ્રથમ સમીકરણ $v = u + at$ નો ઉપયોગ કરતા,$0 = 15 + (-0.25)t$.
$0.25t = 15$,તેથી $t = 15 / 0.25 = 60 \ s$.
$3$. અંતર $(S)$ ની ગણતરી:
ગતિના બીજા સમીકરણ $S = ut + 1/2 at^2$ નો ઉપયોગ કરતા.
$S = (15 \times 60) + 1/2 \times (-0.25) \times (60)^2$.
$S = 900 - 0.125 \times 3600 = 900 - 450 = 450 \ m$.
70
EasyMCQ
$80 \, kg$ દળ ધરાવતી એક સ્લેજ તળાવની થીજી ગયેલી સપાટી પર $30 \, m s^{-1}$ ના વેગથી ગતિ કરે છે અને $5 \, s$ માં સ્થિર થાય છે. તેનો પ્રતિપ્રવેગ (negative acceleration) અને તળાવ તથા સ્લેજ વચ્ચેનું ઘર્ષણ બળ શોધો.
A
$-6 \, m s^{-2}, 480 \, N$
B
$-5 \, m s^{-2}, 400 \, N$
C
$-4 \, m s^{-2}, 320 \, N$
D
$-6 \, m s^{-2}, 400 \, N$

Solution

(A) આપેલ છે: દળ $m = 80 \, kg$,પ્રારંભિક વેગ $u = 30 \, m s^{-1}$,અંતિમ વેગ $v = 0 \, m s^{-1}$,સમય $t = 5 \, s$.
ગતિના પ્રથમ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $v = u + at$
$0 = 30 + a \times 5$
$5a = -30$
$a = -6 \, m s^{-2}$.
તેથી,પ્રતિપ્રવેગ $6 \, m s^{-2}$ છે.
ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,ઘર્ષણ બળ $F = m \times a$ (મૂલ્ય):
$F = 80 \, kg \times 6 \, m s^{-2} = 480 \, N$.
71
Easy
નીચે આપેલ વિધાન ખરું છે કે ખોટું તે જણાવો:
ઘન પદાર્થોમાં ઘર્ષણ બળ પ્રવાહી કરતા ઓછું હોય છે.

Solution

(FALSE) આ વિધાન ખોટું છે.
ઘર્ષણ એ સંપર્કમાં રહેલી બે સપાટીઓ વચ્ચે ગતિનો અવરોધ છે. સામાન્ય રીતે,ઘન પદાર્થોની બે સપાટીઓ વચ્ચેના ઘર્ષણની સરખામણીમાં પ્રવાહીમાં ઘર્ષણ બળ (જેને ડ્રેગ અથવા પ્રવાહી ઘર્ષણ કહેવાય છે) ઘણું ઓછું હોય છે. ઘન પદાર્થોમાં આંતરઆણ્વિય બળો અને સપાટીની અનિયમિતતાઓ પ્રવાહીના વહનના ગુણધર્મોની તુલનામાં ગતિ સામે વધુ અવરોધ પેદા કરે છે.

FORCE AND LAWS OF MOTION — Mix Examples - FORCE AND LAWS OF MOTION · Frequently Asked Questions

1Are these FORCE AND LAWS OF 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?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a FORCE AND LAWS OF MOTION Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.