न्यूटन के नियम का सूत्र

न्यूटन के नियमों से संबंधित उदाहरण प्रश्न और सूत्र

न्यूटन का प्रथम नियम

1. एक व्यक्ति लिफ्ट में है जो स्थिर गति से ऊपर की ओर जा रही है। व्यक्ति का वजन 800 N है। अचानक लिफ्ट को खींचने वाला स्टील केबल टूट जाता है, जिससे लिफ्ट नीचे गिरने लगती है। स्टील केबल टूटने से ठीक पहले और बाद में लिफ्ट के फर्श द्वारा व्यक्ति पर लगाया गया सामान्य बल क्या है?

1. 800 उत्तर और 0
2. 800 उत्तर और 800 उत्तर
3. 1600 उत्तर और 0
4. 1600 उत्तर और 800 उत्तर

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
वजन (w) = 800 न्यूटन
प्रश्न: स्टील की रस्सी टूटने से ठीक पहले और बाद में व्यक्ति पर लगने वाला अभिलंब बल (N) ज्ञात कीजिए।
उत्तर :
स्टील की रस्सी टूटने से ठीक पहले
जब कोई व्यक्ति लिफ्ट के फर्श पर खड़ा होता है, तो उस पर गुरुत्वाकर्षण बल लगता है और यह बल नीचे की ओर लगता है (नीचे दिए गए चित्र को देखें)। व्यक्ति लिफ्ट में स्थिर है, इसलिए उसके वजन को संतुलित करने के लिए एक सामान्य बल होना चाहिए, जो ऊपर की ओर लगता है और गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर होता है। फर्श व्यक्ति पर सामान्य बल लगाता है और यह बल व्यक्ति पर कार्य करता है।
क्योंकि व्यक्ति लिफ्ट में स्थिर है और लिफ्ट एक स्थिर गति से चल रही है (कोई त्वरण नहीं है), इसलिए व्यक्ति पर लगने वाला परिणामी बल शून्य है।
∑F = 0
N – w = 0
एन = डब्ल्यू
N = 800 न्यूटन

स्टील की रस्सी टूटने के बाद
स्टील केबल टूटने के बाद, लिफ्ट और व्यक्ति एक साथ स्वतंत्र रूप से गिरने लगते हैं, जहाँ लिफ्ट और व्यक्ति के मुक्त पतन त्वरण का परिमाण और दिशा पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण के त्वरण के बराबर होती है। लिफ्ट और व्यक्ति एक साथ स्वतंत्र रूप से गिरते हैं, इसलिए लिफ्ट के फर्श द्वारा व्यक्ति पर कोई सामान्य बल नहीं लगता है। व्यक्ति गिर रहा है और उसके पैर लिफ्ट के फर्श पर नहीं टिक सकते क्योंकि लिफ्ट भी गिर रही है।
सही जवाब क है।

2. एक लकड़ी के ब्लॉक पर तीन बल लगाए जाते हैं, जिनमें से प्रत्येक का परिमाण F1 ₌ 22 N, F2 ₌ 18 N और F3 ₌ 40 N है। ब्लॉक पर लगने वाले ये बल, जो न्यूटन के प्रथम नियम का पालन करते हैं, चित्र में दर्शाए गए हैं...

विचार-विमर्श

न्यूटन का प्रथम नियम: परिणामी बल ( ΣF) = 0.

A. F ₁ + F ₂ – F ₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B. F ₂ + F ₃ – F ₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (दाईं ओर)

C. F ₂ + F ₃ – F ₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (दाईं ओर)

डी. एफ ₁ + एफ ₃ – एफ ₂ = 22 एन + 40 एन – 18 एन = 62 एन – 18 एन = 44 एन (बाईं ओर)

सही जवाब क है।

न्यूटन का द्वितीय नियम

3.
तस्वीर पर देखो!
40 किलोग्राम के एक ब्लॉक को 200 N के बल से खींचा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 3 m/s² का त्वरण उत्पन्न होता है।² अतः वस्तु/ब्लॉक पर लगने वाले घर्षण बल का परिमाण यह है...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
द्रव्यमान (मीटर) = 40 किग्रा
बल (F) = 200 N
त्वरण (a) = 3 m/s²
प्रश्न: घर्षण बल (F) का परिमाण ज्ञात कीजिए।_g)
उत्तर :
न्यूटन के दूसरे नियम का सूत्र:
∑F = ma
विवरण: ∑F = परिणामी बल, m = द्रव्यमान, a = त्वरण

बल F की दिशा दाईं ओर है जबकि घर्षण की दिशा बाईं ओर है (घर्षण की दिशा वस्तु की गति की दिशा के विपरीत होती है)। दाईं ओर की दिशा को धनात्मक और बाईं ओर की दिशा को ऋणात्मक माना जाता है।
∑F = ma
एफ – एफ_g = मा
200 - एफ_g = (40)(3)
200 - एफ_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 न्यूटन
सही उत्तर है डी.

4. 100 ग्राम द्रव्यमान वाले ब्लॉक A को 300 ग्राम द्रव्यमान वाले ब्लॉक B के ऊपर रखा जाता है, फिर ब्लॉक B को 5 N के बल से ऊपर की ओर धकेला जाता है। यदि ब्लॉक एक दूसरे को गति नहीं देते हैं, तो ब्लॉक B द्वारा ब्लॉक A पर लगाए गए अभिलंब बल का परिमाण क्या है?

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
धक्का बल (F) = 5 न्यूटन
ब्लॉक A का द्रव्यमान (मील)_A) = 100 ग्राम = 0,1 किलोग्राम
ब्लॉक B का द्रव्यमान (मील)_B) = 300 ग्राम = 0,3 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
ब्लॉक A का भार (w_A) = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 न्यूटन
ब्लॉक B का भार (w_B) = (0,3 kg)(10 m/s²) = 3 kg m/s² = 3 न्यूटन

प्रश्न: ब्लॉक B द्वारा ब्लॉक A पर लगाया गया अभिलंब बल
उत्तर :
नीचे दिए गए चित्र में दिखाए अनुसार, दोनों ब्लॉकों पर कई बल कार्य कर रहे हैं।
F = प्रतिकर्षण बल (ब्लॉक B पर कार्य कर रहा है)
w_A = ब्लॉक A पर लगने वाला गुरुत्वाकर्षण बल
w_B = ब्लॉक B का भार (जो ब्लॉक B पर कार्य कर रहा है)
N_A ब्लॉक B द्वारा ब्लॉक A पर लगाया गया सामान्य बल (ब्लॉक A पर कार्य कर रहा है)
N_A' = ब्लॉक A द्वारा ब्लॉक B पर लगाया गया सामान्य बल (ब्लॉक B पर कार्य कर रहा है)

दोनों ब्लॉकों को एक ही प्रणाली के रूप में मानें:
दोनों ब्लॉकों पर न्यूटन का दूसरा नियम लागू करें:
∑F = ma
एफ – डब्ल्यू_A - डब्ल्यू_B + एन_A - एन_A' = (m_A + M_B) करने के लिए
N_A और एन_A' एक क्रिया-प्रतिक्रिया बल है जिसका परिमाण समान है लेकिन दिशा विपरीत है, इसलिए इसे समीकरण से हटा दिया जाता है।
एफ – डब्ल्यू_A - डब्ल्यू_B = (मी_A + M_B) करने के लिए
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) a
5 – 4 = (0,4) ए
1 = (0,4) ए
ए = 1 / 0,4
a = 2,5 मीटर/सेकंड²
दोनों ब्लॉकों पर लंबवत ऊपर की ओर कार्य करने वाले 5 न्यूटन के बल (F) की उपस्थिति के कारण दोनों ब्लॉक 2,5 मीटर/सेकंड के त्वरण के साथ लंबवत ऊपर की ओर गति करते हैं।².

ब्लॉक A पर विचार करें:
ब्लॉक A पर न्यूटन का दूसरा नियम लागू करें:
∑F = ma
N_A - डब्ल्यू_A = एम_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 न्यूटन
ब्लॉक B द्वारा ब्लॉक A पर लगाया गया अभिलंब बल 1,25 न्यूटन है।
सही जवाब बी है।

न्यूटन का तीसरा नियम

5. निम्नलिखित कथन पर ध्यान दें!

(1) जब बस, जो स्थिर गति से चल रही थी, अचानक ज़ोर से ब्रेक लगाती है, तो यात्री आगे की ओर धकेल दिए जाते हैं।

(2) गत्ते के ऊपर रखी किताबों का ढेर गत्ते को जल्दी से खींचने पर नहीं गिरेगा।

(3) स्केटबोर्ड खेलते समय, जब मुक्त पैर जमीन को पीछे की ओर धकेलता है, तो स्केटबोर्ड आगे की ओर खिसकेगा।

(4) नाव का चप्पू पीछे धकेला जाता है, नाव आगे बढ़ती है।

उपरोक्त कथन न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार है...

ए. (1) और (2)

बी. (1) और (3)

सी. (2) और (3)

डी. (3) और (4)

विचार-विमर्श

(1) न्यूटन का पहला नियम

(2) न्यूटन का पहला नियम

(3) न्यूटन का तीसरा नियम

(4) न्यूटन का तीसरा नियम

सही उत्तर है डी.

प्रश्न का स्रोत:

जूनियर हाई स्कूल/इस्लामिक जूनियर हाई स्कूल विज्ञान राष्ट्रीय परीक्षा के प्रश्न

जूनियर हाई स्कूल भौतिकी OSN प्रश्न