सामान्य बल से संबंधित प्रश्नों का उदाहरण

सामान्य बल से संबंधित प्रश्नों के 9 उदाहरण

1. एक ब्लॉक समतल सतह पर स्थिर अवस्था में है। ब्लॉक का द्रव्यमान (m) = 1 kg, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s² है।²अभिलंब बल (N) का परिमाण और दिशा है...
विचार-विमर्श

ज्ञात है :
ब्लॉक का द्रव्यमान (मीटर) = 1 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
गुरुत्वाकर्षण (w) = mg = (1 kg)(10 m/s)²) = 10 kg m/s² = 10 न्यूटन
पूछा अभिलंब बल का परिमाण और दिशा (N)
जवाबी :
सामान्य बल (N) की दिशा नीचे दिखाए अनुसार दर्शायी गई है।

सामान्य बल का परिमाण
न्यूटन का प्रथम नियम कहता है कि यदि कोई वस्तु विराम अवस्था में है, तो उस पर लगने वाला परिणामी बल शून्य होता है। एक नीचे की ओर बल (w) लगता है। चूंकि ब्लॉक विराम अवस्था में है, इसलिए ऊपर की ओर एक बल होना चाहिए जो भार को संतुलित करे, अतः परिणामी बल शून्य होता है। भार को संतुलित करने वाला ऊपर की ओर बल अभिलंब बल (N) कहलाता है। गणितीय रूप से:
2. दोनों ब्लॉक विराम अवस्था में हैं। ब्लॉक 1 का द्रव्यमान (m³)₁) = 1 कि.ग्रा., ब्लॉक 2 का द्रव्यमान (मी.)₂गुरुत्वाकर्षण त्वरण (g) = 2 kg, गुरुत्वाकर्षण त्वरण (g) = 10 m/s²²ब्लॉक 1 पर लगने वाले अभिलंब बल का परिमाण और दिशा (N)₁) और ब्लॉक 2 (एन₂) है…
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
ब्लॉक 1 का द्रव्यमान (मी)₁) = 1 किलो
ब्लॉक 2 का द्रव्यमान (मी)₂) = 2 किलो
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
ब्लॉक 1 का वजन (w₁) = मीटर₁ g = (1)(10 मीटर/सेकंड²) = 10 kg m/s² = 10 न्यूटन
ब्लॉक 2 का वजन (w₂) = मीटर₂ g = (2)(10 मीटर/सेकंड²) = 20 kg m/s² = 20 न्यूटन
पूछा : R₁ और एन₂
जवाबी :
(a) ब्लॉक 1 पर लगने वाला सामान्य बल (N)₁)
N₁ = डब्ल्यू₁ = 10 न्यूटन
दिशा N₁ जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है।
(ख) ब्लॉक 2 पर लगने वाला सामान्य बल (एन)₂)
N₂ = डब्ल्यू₁ + डब्ल्यू₂ = 10 न्यूटन + 20 न्यूटन = 30 न्यूटन
दिशा N₂ जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है।

3. ब्लॉक विराम अवस्था में है। ब्लॉक का द्रव्यमान (m) = 2 kg, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²बल F = 10 न्यूटन। ब्लॉक पर लगने वाले अभिलंब बल (N) का परिमाण और दिशा ज्ञात कीजिए…
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
ब्लॉक का द्रव्यमान (मीटर) = 2 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
गुरुत्वाकर्षण (w) = mg = (2 kg)(10 m/s)²) = 20 kg m/s² = 20 न्यूटन
बल (F) = 10 न्यूटन
पूछा अभिलंब बल का परिमाण और दिशा (N)
जवाबी :
अभिलंब बल की दिशा ऊपर दिए गए चित्र के अनुसार है।
सामान्य बल का परिमाण:
4. ब्लॉक विराम अवस्था में है। ब्लॉक का द्रव्यमान (m) = 1 kg, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²बल एफ₁ = 10 न्यूटन, F₂ = 20 न्यूटन। ब्लॉक पर लगने वाले अभिलंब बल (N) का परिमाण और दिशा क्या है?
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
ब्लॉक का द्रव्यमान (मीटर) = 1 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
गुरुत्वाकर्षण (w) = mg = (1 kg)(10 m/s)²) = 10 kg m/s² = 10 न्यूटन
F₁ = 10 न्यूटन
F₂ = 20 न्यूटन
पूछा अभिलंब बल का परिमाण और दिशा (N)
जवाबी :

अभिलंब बल की दिशा ऊपर दिए गए चित्र के अनुसार है।

5. ब्लॉक का द्रव्यमान (m) = 2 kg, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²कोण = 60^oब्लॉक पर लगने वाले अभिलंब बल (N) का परिमाण और दिशा क्या है?
विचार-विमर्श
कैप्शन :
w = गुरुत्वाकर्षण, w_x = झुके हुए तल की सतह के समानांतर गुरुत्वाकर्षण का घटक, w_y = झुके हुए तल के लंबवत गुरुत्वाकर्षण बल का घटक, N = अभिलंब बल, f_k = गतिज घर्षण बल।
ज्ञात है :
पूछा अभिलंब बल का परिमाण और दिशा (N)
जवाबी :
वस्तु स्थिर है, जिसका अर्थ है कि वह झुके हुए तल की सतह के लंबवत दिशा में गति नहीं कर रही है, इसलिए न्यूटन के पहले नियम के अनुसार, झुके हुए तल की सतह के लंबवत दिशा में लगने वाला परिणामी बल शून्य के बराबर होना चाहिए।
झुके हुए तल की सतह पर दो बल लंबवत कार्य कर रहे हैं, अर्थात् wy बल और अभिलंब बल। इन दोनों बलों का परिणामी बल = 0 होता है। गणितीय रूप से:
अतः अभिलंब बल का परिमाण 10 न्यूटन है।

[अंग्रेजी: सामान्य बल – समस्याएं और समाधान ]

6. नीचे दिए गए ब्लॉक के चित्र को देखिए! यदि ब्लॉक का द्रव्यमान 2 kg है और गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण 10 m s ⁻² है , तो ब्लॉक पर लगने वाला अभिलंब बल क्या होगा?

ए. 25 एन
बी. 30 एन
सी. 33 एन
डी. 43 एन
ई. 45 एन
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
w = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 न्यूटन
F₁ = 10 एन
F₂ = 5 एन
पूछा गया:
ब्लॉक द्वारा अनुभव किया गया सामान्य बल (N) क्या है?
उत्तर :

ऊर्ध्वाधर दिशा में परिणामी बल है:
F₁ + w – F₂ = 10 N + 20 N – 5 N = 25 N
यदि नीचे की ओर लगने वाला बल = 25 N है, तो अभिलंब बल = 25 N होगा, अतः वस्तु स्थिर है।
सही जवाब क है।

7. यदि ब्लॉक पर लगने वाला अभिलंब बल 20 N है, तो ब्लॉक पर लगने वाले बाह्य बल का परिमाण और दिशा क्या होगी?

ए. 50 एन और उससे नीचे
बी. 30 एन और उससे ऊपर
सी. 30 एन और उससे नीचे
डी. 20 एन और उससे ऊपर
पूर्व 20 उत्तर और नीचे
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
गुरुत्वाकर्षण (w) = 40 N
सामान्य बल (N) = 20 N
प्रश्न: बाह्य बल का परिमाण और दिशा क्या है जिससे अभिलंब बल = 20 N हो जाए?
उत्तर :
अनुदिश बल का परिमाण 20 N है और अनुदिश बल की दिशा ऊपर की ओर है। वस्तु विराम अवस्था में है, इसलिए अनुदिश बल को संतुलित करने वाले नीचे की ओर लगने वाले बल की दिशा भी 20 N के बराबर होनी चाहिए।
गुरुत्वाकर्षण का परिमाण = 40 N है और दिशा नीचे की ओर है, इसलिए 20 N के एक बाहरी बल की आवश्यकता है जो ऊपर की ओर निर्देशित हो।
सही उत्तर है डी.

8. ब्लॉक की निम्नलिखित छवि को देखिए। यदि ब्लॉक का द्रव्यमान 3 kg है और गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण 10 m s ⁻² है , तो ब्लॉक द्वारा अनुभव किया जाने वाला अभिलंब बल क्या होगा?

ए. 27 एन
बी. 30 एन
सी. 33 एन
डी. 43 एन
ई. 45 एन

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
w = mg = (3 kg)(10 m/s²) = 30 न्यूटन (नीचे की ओर)
F₁ = 5 N (नीचे की ओर)
F₂ = 8 एन (ऊपर की ओर)
प्रश्न: सामान्य बल (N)?
उत्तर :

फर्श द्वारा बीम पर लगाया गया अभिलंब बल फर्श की सतह के लंबवत होता है। अभिलंब बल के अतिरिक्त, बीम पर तीन अन्य बल भी कार्य करते हैं, अर्थात् F₁, एफ₂ और w. अभिलंब बल का परिमाण इन तीनों बलों के परिणामी बल के बराबर होता है, इसलिए परिणामी बल ऊर्ध्वाधर दिशा में शून्य के बराबर है, वस्तु स्थिर है और न्यूटन का पहला नियम पूरा हुआ।
एक ही दिशा में लगने वाले बलों को जोड़ा जाता है और विपरीत दिशाओं में लगने वाले बलों को घटाया जाता है।
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
इन तीनों बलों का परिणामी बल 27 न्यूटन है। अभिलंब बल का परिमाण = 27 न्यूटन।
सही जवाब क है।

9. यदि ब्लॉक पर लगने वाला अभिलंब बल 20 N है, तो ब्लॉक पर लगने वाले बाह्य बल का परिमाण और दिशा क्या होगी?

ए. 50 एन और उससे नीचे
बी. 30 एन और उससे ऊपर
सी. 30 एन और उससे नीचे
डी. 20 एन और उससे ऊपर
पूर्व 20 उत्तर और नीचे

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
w = 50 N
एन = 20 एन
प्रश्न: ब्लॉक पर लगने वाला बाह्य बल (F) कितना है?
उत्तर :
ताकि अभिलंब बल (N) = 20 N हो, तो एक बाह्य बल (F) = 30 N होना चाहिए और वह विपरीत दिशा में होना चाहिए। गुरुत्वाकर्षण (w) = 50 एन.
बाह्य बल (F) का परिमाण = 30 N है, बाह्य बल की दिशा ऊपर की ओर है।
सही जवाब बी है।