نيوٽن جا حرڪت جا قانون - مسئلا ۽ حل
1. جيڪڏهن ڪنهن شيءِ تي ڪا به خالص قوت عمل نه ڪري، ته پوءِ:
(1) شئي تيز نه آهي
(2) آرام ۾ شيءِ
(3) ڪنهن شيءِ جي رفتار ۾ تبديلي = 0
(4) شيءِ هڪ مستقل رفتار سان سفر نٿي ڪري سگهي.
ڪهڙو بيان صحيح آهي؟
حل
صحيح بيان:
(1) شئي تيز نه آهي
خالص قوت ڪنهن شيءِ جي تيزي جو سبب بڻجندي آهي. تنهن ڪري جيڪڏهن ڪا خالص قوت نه هجي ته پوءِ شيون تيز نه ٿينديون آهن.
(2) آرام ۾ شيءِ
نيوٽن جي حرڪت جي پهرين قانون ۾ چيو ويو آهي ته جيڪڏهن ڪنهن شيءِ تي ڪا به خالص قوت عمل نه ڪري ته پوءِ ڪا شيءِ هميشه آرام ۾ هوندي آهي يا اها شيءِ هميشه هڪ مستقل رفتار سان سفر ڪندي آهي.
(3) ڪنهن به شيءِ جي رفتار ۾ تبديلي = 0
رفتار ۾ تبديلي = تيزي. رفتار ۾ تبديلي نه هجڻ جو مطلب آهي تيزي نه هجڻ. جيڪڏهن تيزي نه هجي ته پوءِ ڪا به خالص قوت ڪنهن به شيءِ تي عمل نه ڪندي.
2. لفٽ ۾ آرام جي حالت ۾ هڪ شخص جو وزن = 500 N. ڪشش ثقل جي ڪري تيزي 10 m/s آهي 2. جڏهن لفٽ تيز ٿئي ٿي، ٽينشن فورس 750 N آهي. لفٽ جي تيزي ڪيتري آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
ماڻهوءَ جو وزن (w) = 500 نيوٽن = 500 ڪلوگرام ms –2 (آرام تي کڻڻ)
ڪشش ثقل جي تيزي (g) = 10 ms –2
ماڻهوءَ جو وزن (ميٽر) = 500 / 10 = 50 ڪلوگرام
ٽينشن فورس (T) = 750 N (لفٽ تيز رفتار)
لفٽ جي ماس کي نظرانداز ڪيو ويو.
گهربل: لفٽ جي رفتار
حل:
لفٽ آرام تي آهي، ڪابه تيزي ناهي (a = 0). مٿي جي طرف عمل ڪندڙ قوت ۾ جمع جو نشان هوندو آهي ۽ هيٺ جي طرف عمل ڪندڙ قوت ۾ مائنس جو نشان هوندو آهي.
ايس ايف = ما
ٽي - ڊبليو = 0
ٽي = ڊبليو
ٽي = 500 نيوٽن
جيڪڏهن لفٽ هيٺ جي طرف تيز ٿئي ٿي ته ٽينشن فورس 500 N کان گهٽ هوندي. ٻي صورت ۾، جيڪڏهن لفٽ مٿي جي طرف تيز ٿئي ٿي ته ٽينشن فورس 500 N کان وڌيڪ هوندي.
ٽينشن فورس = 750 N ڇاڪاڻ ته لفٽ مٿي جي طرف تيز ٿئي ٿي. مٿي جي طرف عمل ڪندڙ قوت ۾ جمع جو نشان هوندو آهي ۽ هيٺ جي طرف عمل ڪندڙ قوت ۾ مائنس جو نشان هوندو آهي.
ٽي - ڊبليو = ما
750 - 500 = 50 الف
250 = 50 الف
الف = 250 / 50
الف = 5.0 ملي سيڪنڊ -2
3. هڪ 60 ڪلوگرام وزني شخص لفٽ ۾ 3 ميٽر/سيڪنڊ جي رفتار سان هيٺ لهي رهيو آهي 2. جيڪڏهن ڪشش ثقل جي ڪري تيزي 10 ميٽر/سيڪنڊ آهي 2 ، ته پوءِ لفٽ جي فرش طرفان ڪنهن شخص تي لاڳو ٿيندڙ عام قوت ڪيتري آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
وزن (ميٽر) = 60 ڪلوگرام
شخص ۽ لفٽ جي تيزي (a) = 3 m/s 2
ڪشش ثقل جي ڪري تيزي (g) = 10 m/s 2
وزن (w) = mg = (60)(10) = 600 نيوٽن
گهربل: عام قوت (N)
حل:
لفٽ ۾ موجود شخص تي ٻہ قوتون عمل ڪن ٿيون، اهو آهي شخص جو وزن (w) ۽ فرش پاران فرد تي لاڳو ڪيل عام قوت (N). ٽي ویکٹر مقدارون آهن، اهي آهن وزن (w)، عام قوت (N) ۽ لفٽ جي تيزي، جتي وزن هيٺ طرف ڪم ڪري ٿو، عام قوت مٿي طرف ڪم ڪري ٿي، لفٽ جي تيزي هيٺ طرف آهي. ویکٹر مقدارون جيڪي هيٺ طرف ڪم ڪن ٿيون انهن ۾ جمع جي نشاني هوندي آهي ۽ ویکٹر مقدارون جيڪي مٿي طرف ڪم ڪن ٿيون انهن ۾ مائنس جي نشاني هوندي آهي.
ΈF = ما
w – ن = (60)(3)
600 – ن = 180
ن = 600 - 180
ن = 420 نيوٽن
4. هڪ لفٽ ۾ 40 ڪلوگرام وزني شيءِ مٿي جي طرف وڌي رهي آهي. جيڪڏهن لفٽ جو فرش شيءِ تي 520 N لڳائي ٿو ۽ ڪشش ثقل جي ڪري تيزي 10 m/s آهي 2. لفٽ جي تيزي ڪيتري آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
وزن (ميٽر) = 40 ڪلوگرام
عام قوت (N) = 520 N
ڪشش ثقل جي ڪري تيزي (g) = 10 m/s 2
وزن (w) = mg = (40)(10) = 400 N
گهربل: لفٽ جي رفتار
حل:
ΈF = ما
400 - 520 = (40)(الف)
-120 = (40)(الف)
الف = -120/40
الف = -3 ميٽر/سيڪنڊ 2
لفٽ جي رفتار 3 ميٽر/سيڪنڊ آهي 2. مائنس نشاني ظاهر ڪري ٿي ته لفٽ مٿي سفر ڪري ٿي.
5. هڪ لفٽ ۾ 60 ڪلوگرام وزني شيءِ 3 ميٽر/سيڪنڊ جي رفتار سان هيٺ لهي رهي آهي 2. لفٽ جي فرش تي شين پاران لاڳو ڪيل قوت ڇا آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
وزن (ميٽر) = 60 ڪلوگرام
وزن (w) = mg = (60 ڪلوگرام) (10 m/s 2 ) = 600 ڪلوگرام m/s 2 = 600 نيوٽن
لفٽ جي تيزي (a) = 3 m/s 2 ، هيٺئين طرف
گهربل: لفٽ جي فرش تي ڪنهن شيءِ پاران لاڳو ڪيل زور.
حل:
لفٽ 3 ميٽر/سيڪنڊ جي رفتار سان هيٺ ڏانهن تيز ٿئي ٿي . هيٺ طرف ڪم ڪندڙ قوت ۾ جمع جي نشاني هوندي آهي ۽ مٿي طرف ڪم ڪندڙ قوت ۾ مائنس جي نشاني هوندي آهي.
w – ن = ما
ن = ڊبليو - ما
ن = 600 – (60)(3)
ن = 600 - 180
ن = 420 نيوٽن
لفٽ جي فرش تي شيءِ پاران لڳايل زور = 420 N.
6. ٻہ بلاڪ هڪ پُلي مٿان هلندڙ هڪ تار سان ڳنڍيل آهن. تار ۽ پُلي جي وزن ۽ پُلي ۾ ڪنهن به رگڙ کي نظرانداز ڪريو. بلاڪ A جو وزن 6 ڪلوگرام آهي ۽ بلاڪ B جو وزن 2 ڪلوگرام آهي. ڪشش ثقل جي ڪري تيزي 10 ميٽر/سيڪنڊ آهي 2. ٽينشن فورس ڇا آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
m A = 6 kg، m B = 2 kg، g = 10 m/s 2
w الف = م الف گ = (6 ڪلوگرام) (10 ميٽر/سيڪنڊ 2 ) = 60 ڪلوگرام ميٽر/سيڪنڊ 2
w B = m B g = (2 ڪلوگرام) (10 ميٽر/سيڪنڊ 2 ) = 20 ڪلوگرام ميٽر/سيڪنڊ 2
گهربل: ٽينشن فورس (T)؟
حل:
w A > w B ته جيئن m A هيٺ لهي ، m B مٿي هلي.
نيوٽن جو ٻيو قانون:
Σ ف = ما
w الف – w ب = (م الف + م ب ) الف
60 – 20 = (6 + 2) الف
40 = (8) الف
الف = 40 / 8 = 5 م/سيڪنڊ 2
ٽينشن فورس:
m A هيٺ لهي ٿو:
w الف – ٽي الف = م الف الف
60 – ٽي اي = (6)(5)
60 – ٽي اي = 30
ٽي اي = 60 - 30
ٽي 2 = 30 نيوٽن
m B مٿي هلي ٿو:
ٽي ب – ڊبليو ب = م ب ا
ٽي بي – 20 = (2)(5)
ٽي بي – 20 = 10
ٽي بي = 10 + 20
ٽي 1 = 30 نيوٽن
ٽينشن فورس (T) = 30 نيوٽن.
7. شيءِ A جو وزن = 5 ڪلوگرام، ڪشش ثقل جي ڪري تيزي (g) = 10 ms -2 . شيءِ A 2.5 ms -2 تي هيٺ لهي ٿي . B جو وزن ڪيترو آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
وزن A (m A ) = 5 ڪلوگرام
ڪشش ثقل جي ڪري تيزي (g) = 10 m/s 2
شئي A (a) جي تيزي = 2.5 m/s 2
وزن A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 نيوٽن
گهربل: شئي B جو ماس (m B )
حل:
بلاڪ A هيٺ لهي ٿو تنهنڪري شئي A (w A ) جو وزن شئي B (w B ) جي وزن کان وڏو آهي.
نيوٽن جو ٻيو قانون لاڳو ڪريو:
Σ ف = ما
w الف – w ب = (م الف + م ب ) الف
50 – (م ب )(10) = (5 + م ب ) (2.5)
50 - 10 ميٽر بي = 12.5 + 2.5 ميٽر بي
50 – 12.5 = 2.5 ميٽر بي + 10 ميٽر بي
37.5 = 12.5 ميٽر بي
م ب = 3 ڪلوگرام
8. ڪشش ثقل جي ڪري تيزي 10 ميٽر/سيڪنڊ آهي 2. ٽينشن فورس ڇا آهي؟
ڄاتل سڃاتل:
شيءِ جو مايو 1 (ميٽر)1) = 2 ڪلوگرام
شئي 2 جو وزن (m2 ) = 3 ڪلوگرام
ڪشش ثقل جي ڪري تيزي (g) = 10 m/s 2
وزن 1 (w 1 ) = (m 1 )(g) = (2 ڪلوگرام)(10 ميٽر/سيڪنڊ 2 ) = 20 ڪلوگرام ميٽر/سيڪنڊ 2
وزن 2 (w 2 ) = (m 2 )(g) = (3 ڪلوگرام)(10 ميٽر/سيڪنڊ 2 ) = 30 ڪلوگرام ميٽر/سيڪنڊ 2
گهربل: ٽينشن فورس (T)
حل:
w 2 > w 1 ته جيئن m 2 هيٺ لهي ۽ m 1 مٿي هلي.
نيوٽن جو حرڪت جو ٻيو قانون:
Σ ف = ما
w 2 – w 1 = (m 1 + m 2 ) a
30 – 20 = (2 + 3) الف
10 = (5) الف
الف = 10 / 5 = 2 ميٽر/سيڪنڊ 2.
ٽينشن فورس؟
م 2 هيٺ لهي ٿو
w 2 – T 2 = m 2 a
30 – ٽي 2 = (3)(2)
30 – ٽي 2 = 6
ٽي 2 = 30 – 6
ٽي 2 = 24 نيوٽن
م 1 مٿي هلي ٿو
ٽي 1 – ڊبليو 1 = م 1 الف
ٽي 1 – 20 = (2)(2)
ٽي 1 – 20 = 4
ٽي 1 = 20 + 4
ٽي 1 = 24 نيوٽن
ٽينشن فورس (T) = 24 نيوٽن.
- سوال: نيوٽن جو حرڪت جو پهريون قانون ڪنهن شيءِ جي حرڪت جي حالت کي تبديل ڪرڻ ۾ ٻاهرين قوتن جي اهميت تي ڇو زور ڏئي ٿو؟ جواب: نيوٽن جو حرڪت جو پهريون قانون، جنهن کي اڪثر ڪري جمود جو قانون سڏيو ويندو آهي، اهو ٻڌائي ٿو ته ڪا شيءِ آرام تي يا سڌي لڪير ۾ هڪجهڙي حرڪت ۾ رهندي جيستائين ڪنهن ٻاهرين قوت طرفان عمل نه ڪيو وڃي. هي قانون ان ڳالهه کي اجاگر ڪري ٿو ته اها ٻاهرين قوتون آهن، نه ته شيءِ جون اندروني خوبيون، جيڪي ان جي حرڪت جي حالت کي تبديل ڪري سگهن ٿيون.
- سوال: نيوٽن جو ٻيو قانون قوت، ماس ۽ تيز رفتاري کي ڪيئن لاڳاپيل ڪري ٿو؟ جواب: نيوٽن جي حرڪت جي ٻئي قانون ۾ چيو ويو آهي ته ڪنهن به شيءِ تي عمل ڪندڙ قوت ان شيءِ جي وزن جي برابر آهي جيڪا ان جي تيزي سان ضرب ڪئي ويندي آهي (). هي قوت ۽ تيزي جي وچ ۾ سڌي تناسب ۽ ماس ۽ تيزي جي وچ ۾ هڪ معکوس تناسب قائم ڪري ٿو، هڪ مستقل قوت ڏني وڃي.
- سوال: توهان کي زمين جي حرڪت ڇو نه ٿي محسوس ٿئي جيتوڻيڪ اها مسلسل حرڪت ۾ آهي؟ جواب: هي نيوٽن جي پهرين قانون جي هڪ مثال آهي. اسان، زمين ۽ ان تي موجود هر شيءِ سان گڏ، هڪجهڙائي سان گڏ هلي رهيا آهيون. حرڪت جي هن حالت کي تبديل ڪرڻ لاءِ ڪنهن ٻاهرين قوت کان سواءِ، تيزي يا تبديلي جو ڪو به احساس ناهي، جيڪو اهو ظاهر ڪري ٿو ته اسان ساڪن آهيون.
- سوال: نيوٽن جو ٽيون قانون خلا ۾ راڪيٽ جي عمل کي ڪيئن بيان ڪري ٿو؟ جواب: نيوٽن جو ٽيون قانون ٻڌائي ٿو ته هر عمل لاءِ، هڪ برابر ۽ مخالف رد عمل هوندو آهي. خلا ۾ هڪ راڪيٽ خارج ٿيندڙ گيسن کي پوئتي ڪڍي پاڻ کي اڳتي وڌائيندو آهي. عمل گئس جو پوئتي هلڻ آهي، ۽ رد عمل راڪيٽ جو اڳتي وڌڻ آهي.
- سوال: جڏهن گاڏي اوچتو رڪجي وڃي ٿي ته توهان ان ۾ اڳتي ڇو وڃو ٿا؟ جواب: نيوٽن جي پهرين قانون موجب، جڏهن ڪار روڪي ٿي ته توهان جو جسم پنهنجي حرڪت جي حالت (اڳتي) جاري رکي ٿو. جيستائين ڪا قوت (جهڙوڪ سيٽ بيلٽ) توهان تي عمل نه ڪري، توهان انرشيا جي ڪري اڳتي وڌندا رهندا.
- سوال: جيڪڏهن هڪ پنکڙي ۽ هڪ هٿوڙي کي خال ۾ ڇڏيو وڃي ته نيوٽن جا قانون انهن جي حرڪت بابت ڇا اڳڪٿي ڪري سگهن ٿا؟ جواب: خلا ۾، هوا جي ڪا به مزاحمت ناهي. نيوٽن جي پهرين ۽ ٻئي قانون جي بنياد تي، پنکڙ ۽ هٿوڙو ٻنهي کي ساڳئي رفتار سان ڪرڻ گهرجي ۽ هڪ ئي وقت زمين تي ٽڪرائڻ گهرجي ڇاڪاڻ ته انهن تي عمل ڪندڙ واحد قوت ڪشش ثقل آهي.
- سوال: ڪار حادثي دوران ايئر بيگ زخمي ٿيڻ جا امڪان ڪيئن گهٽائي ٿو؟ جواب: نيوٽن جو پهريون قانون ظاهر ڪري ٿو ته حرڪت ۾ هڪ شيءِ حرڪت ۾ رهي ٿي. حادثي ۾، هڪ شخص جي اڳيان حرڪت جاري رهي ٿي. ايئر بيگ هڪ گدي واري مٿاڇري فراهم ڪري ٿو جيڪا سست ٿيڻ جو وقت وڌائي ٿي، ان ڪري شخص پاران تجربو ڪيل قوت کي گهٽائي ٿي. .
- سوال: خالي شاپنگ ڪارٽ کي لوڊ ٿيل شاپنگ ڪارٽ کان ڇو آسان آهي؟ جواب: نيوٽن جو ٻيو قانون () تجويز ڪري ٿو ته ساڳئي مقدار جي قوت لاڳو ڪرڻ لاءِ، گهٽ ماس واري شيءِ (خالي ڪارٽ) جي رفتار وڌيڪ ماس واري شيءِ (لوڊ ٿيل ڪارٽ) کان وڌيڪ هوندي.
- سوال: ڇو هڪ ترڻ وارو پاڻي کي پوئتي ڌڪي اڳتي وڌائيندو آهي؟ جواب: هي نيوٽن جي ٽئين قانون جو مظاهرو آهي. جڏهن ترڻ وارو پاڻي کي پوئتي ڌڪي ٿو (عمل)، هڪ برابر ۽ مخالف رد عمل ٿئي ٿو جيڪو ترڻ واري کي اڳتي وڌائي ٿو.
- سوال: رگڙ جو نيوٽن جي پهرين قانون سان ڪهڙو تعلق آهي؟ جواب: رگڙ هڪ خارجي قوت آهي جيڪا شين تي عمل ڪري انهن کي سست ڪري سگهي ٿي يا انهن جي حرڪت کي روڪي سگهي ٿي. رگڙ (يا ڪنهن ٻئي خارجي قوت) کان سواءِ، ڪا به شيءِ پنهنجي حرڪت جي حالت کي غير معين مدت تائين جاري رکي سگهندي جيئن نيوٽن جي پهرين قانون ۾ بيان ڪيو ويو آهي.
