نیوٹن کے حرکت کے قوانین - مسائل اور حل
1. اگر کسی شے پر کوئی خالص قوت کام نہیں کرتی ہے، تو:
(1) اعتراض تیز نہیں ہوا ہے۔
(2) آرام پر اعتراض
(3) کسی چیز کی رفتار کی تبدیلی = 0
(4) شے مستقل رفتار سے سفر نہیں کر سکتی
کون سا قول درست ہے؟
حل
صحیح بیان:
(1) اعتراض تیز نہیں ہوتا ہے۔
خالص قوت کسی شے کی سرعت کا سبب بنتی ہے۔ لہذا اگر کوئی خالص قوت نہ ہو تو اشیاء تیز نہیں ہوتیں۔
(2) آرام پر اعتراض
نیوٹن کا حرکت کا پہلا قانون کہتا ہے کہ اگر کسی شے پر کوئی خالص قوت کام نہیں کرتی ہے تو کوئی شے ہمیشہ آرام میں رہتی ہے یا شے ہمیشہ ایک مستقل رفتار سے سفر کرتی ہے۔
(3) کسی چیز کی رفتار کی تبدیلی = 0
رفتار کی تبدیلی = سرعت۔ رفتار کی تبدیلی کا مطلب کوئی سرعت نہیں ہے۔ اگر کوئی سرعت نہیں ہے تو کوئی خالص قوت کسی چیز پر کام نہیں کرتی ہے۔
2. آرام کے وقت لفٹ میں ایک شخص کا وزن = 500 N۔ کشش ثقل کی وجہ سے سرعت 10 m/s 2 ہے ۔ جب لفٹ تیز ہوتی ہے تو تناؤ کی قوت 750 N ہوتی ہے۔ لفٹ کی سرعت کیا ہوتی ہے۔
جانا جاتا ہے:
شخص کا وزن (ڈبلیو) = 500 نیوٹن = 500 کلوگرام ایم ایس –2 (آرام میں اٹھانا)
کشش ثقل کی سرعت (g) = 10 ms –2
شخص کا وزن (m) = 500/10 = 50 کلوگرام
تناؤ کی قوت (T) = 750 N (لفٹ تیز)
لفٹ کے بڑے پیمانے پر نظر انداز کر دیا گیا.
مطلوب: ایلیویٹرز کی سرعت
حل:
آرام پر لفٹ، کوئی سرعت نہیں (a = 0)۔ جبری کارروائیوں میں اوپر کی طرف پلس کا نشان ہوتا ہے اور جبری کارروائیوں میں نیچے کی طرف مائنس کا نشان ہوتا ہے۔
ΣF = ma
T – w = 0
ٹی = ڈبلیو
T = 500 نیوٹن
اگر لفٹ نیچے کی طرف تیز ہوتی ہے تو تناؤ کی قوت سب سے چھوٹی پھر 500 N۔ بصورت دیگر، اگر لفٹ اوپر کی طرف تیز ہوتی ہے تو تناؤ کی قوت 500 N سے بڑی ہوتی ہے۔
تناؤ کی قوت = 750 N کیونکہ لفٹ اوپر کی طرف تیز ہوتی ہے۔ جبری کارروائیوں میں اوپر کی طرف پلس کا نشان ہوتا ہے اور جبری کارروائیوں میں نیچے کی طرف مائنس کا نشان ہوتا ہے۔
T – w = ma
750 - 500 = 50 a
250 = 50 اے
a = 250 / 50
a = 5.0 ms -2
3. ایک لفٹ میں ایک 60 کلوگرام شخص 3 m/s 2 پر نیچے کی طرف تیز ہوا ۔ اگر کشش ثقل کی وجہ سے سرعت 10 m/s 2 ہے ، تو لفٹ کے فرش سے انسان پر لگائی جانے والی عام قوت کتنی ہے۔
جانا جاتا ہے:
ماس (m) = 60 کلوگرام
شخص اور لفٹ کی سرعت (a) = 3 m/s 2
کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s 2
وزن (w) = mg = (60) (10) = 600 نیوٹن
مطلوب: عام قوت (N)
حل:
لفٹ میں موجود شخص پر دو قوتیں کام کرتی ہیں، وہ ہے اس شخص کا وزن (ڈبلیو) اور عام قوت (N) جو فرش کی طرف سے لگائی جاتی ہے۔ ویکٹر کی تین مقداریں ہیں، وہ ہیں وزن (w)، نارمل فورس (N) اور لفٹ کی سرعت، جہاں وزن نیچے کی طرف کام کرتا ہے، عام قوت اوپر کی طرف کام کرتی ہے، لفٹ کی سرعت نیچے کی طرف ہوتی ہے۔ ویکٹر کی مقداریں جو نیچے کی طرف کام کرتی ہیں ان میں جمع کا نشان ہوتا ہے اور ویکٹر کی مقدار جو اوپر کی طرف کام کرتی ہیں ان میں مائنس کا نشان ہوتا ہے۔
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 نیوٹن
4. ایک لفٹ میں 40 کلو وزنی چیز اوپر کی طرف تیز ہوتی ہے۔ اگر لفٹ کا فرش آبجیکٹ پر 520 N ڈالتا ہے اور کشش ثقل کی وجہ سے ایکسلریشن 10 m/s 2 ہے ۔ لفٹ کی سرعت کیا ہے؟
جانا جاتا ہے:
ماس (m) = 40 کلوگرام
عمومی قوت (N) = 520 N
کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s 2
وزن (w) = mg = (40)(10) = 400 N
مطلوب: لفٹ کی سرعت
حل:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/s 2
لفٹ کی ایکسلریشن 3 m/s 2 ہے ۔ مائنس کا نشان اشارہ کرتا ہے کہ لفٹ اوپر کی طرف سفر کرتی ہے۔
5. ایک لفٹ میں ایک 60 کلوگرام چیز نیچے کی طرف 3 m/s 2 پر تیز ہوتی ہے ۔ لفٹ کے فرش پر موجود اشیاء کے ذریعے کیا قوت استعمال کی جاتی ہے۔
جانا جاتا ہے:
ماس (m) = 60 کلوگرام
وزن (w) = mg = (60 kg) (10 m/s 2 ) = 600 kg m/s 2 = 600 Newtons
لفٹ کی ایکسلریشن (a) = 3 m/s 2 , نیچے کی طرف
مطلوب: لفٹ کے فرش پر کسی چیز کے ذریعے زبردستی کی گئی۔
حل:
لفٹ 3 میٹر فی سیکنڈ پر نیچے کی طرف تیز ہو گئی ۔ نیچے کی طرف ہونے والے عمل میں جمع کا نشان ہوتا ہے اور اوپر کی طرف کی قوت کے عمل میں مائنس کا نشان ہوتا ہے۔
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 نیوٹن
لفٹ کے فرش پر کسی چیز کے ذریعے لگائی جانے والی قوت = 420 N۔
6. دو بلاکس ایک گھرنی کے اوپر چلنے والی ڈوری سے جڑے ہوئے ہیں۔ ڈوری اور گھرنی کے بڑے پیمانے پر اور گھرنی میں کسی بھی رگڑ کو نظر انداز کریں۔ بلاک اے کا وزن 6 کلوگرام ہے اور بلاک بی کا وزن 2 کلوگرام ہے۔ کشش ثقل کی وجہ سے سرعت 10 m/s 2 ہے ۔ تناؤ کی قوت کیا ہے؟
جانا جاتا ہے:
m A = 6 kg، m B = 2 kg، g = 10 m/s 2
w A = m A g = (6 kg) (10 m/s 2 ) = 60 kg m/s 2
w B = m B g = (2 kg) (10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2
مطلوبہ: تناؤ قوت (T)؟
حل:
w A > w B تاکہ m A نیچے کی طرف بڑھے ، m B اوپر کی طرف بڑھے۔
نیوٹن کا دوسرا قانون:
Σ F = ma
w A - w B = (m A + m B ) a
60 – 20 = (6 + 2) ایک
40 = (8) ایک
a = 40 / 8 = 5 m/s 2
کشیدگی کی قوت:
m A نیچے کی طرف بڑھتا ہے:
w A – T A = m A a
60 – T A = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 - 30
T 2 = 30 نیوٹن
m B اوپر کی طرف بڑھتا ہے:
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2) (5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T 1 = 30 نیوٹن
تناؤ قوت (T) = 30 نیوٹن۔
7. آبجیکٹ A = 5 کلو گرام، کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 ms -2 ۔ آبجیکٹ A 2.5 ms -2 پر نیچے کی طرف بڑھتا ہے ۔ B کا ماس کیا ہے؟
جانا جاتا ہے:
ماس A (m A ) = 5 کلوگرام
کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s 2
آبجیکٹ A (a) کی سرعت = 2.5 m/s 2
وزن A (w A ) = (m A ) (g) = (5) (10) = 50 نیوٹن
مطلوبہ : آبجیکٹ کا ماس B (m B )
حل:
بلاک A نیچے کی طرف بڑھتا ہے لہذا آبجیکٹ A (w A ) کا وزن آبجیکٹ B (w B ) کے وزن سے بڑا ہے۔
نیوٹن کا دوسرا قانون لاگو کریں:
Σ F = ma
w A - w B = (m A + m B ) a
50 – (m B ) (10) = (5 + m B ) (2.5)
50 – 10 m B = 12.5 + 2.5 m B
50 – 12.5 = 2.5 m B + 10 m B
37.5 = 12.5 میٹر بی
m B = 3 کلوگرام
8. کشش ثقل کی وجہ سے سرعت 10 m/s 2 ہے ۔ تناؤ کی قوت کیا ہے؟
جانا جاتا ہے:
آبجیکٹ 1 (m1) = 2 کلو
آبجیکٹ کی کمیت 2 (m 2 ) = 3 کلوگرام
کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s 2
وزن 1 (w 1 ) = (m 1 ) (g) = (2 kg)(10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2
وزن 2 (w 2 ) = (m 2 ) (g) = (3 kg)(10 m/s 2 ) = 30 kg m/s 2
مطلوب: تناؤ کی قوت (T)
حل:
w 2 > w 1 تاکہ m 2 نیچے کی طرف اور m 1 اوپر کی طرف بڑھے۔
نیوٹن کا حرکت کا دوسرا قانون:
Σ F = ma
w 2 - w 1 = (m 1 + m 2 ) a
30 – 20 = (2 + 3 ) a
10 = (5) ایک
a = 10 / 5 = 2 m/s 2.
کشیدگی کی طاقت؟
m2 نیچے کی طرف بڑھتا ہے ۔
w 2 – T 2 = m 2 a
30 – T 2 = (3)(2)
30 – T 2 = 6
T 2 = 30 – 6
T 2 = 24 نیوٹن
m 1 اوپر کی طرف بڑھتا ہے۔
T 1 – w 1 = m 1 a
T 1 – 20 = (2)(2)
T 1 – 20 = 4
T 1 = 20 + 4
T 1 = 24 نیوٹن
تناؤ قوت (T) = 24 نیوٹن۔
- : سوال نیوٹن کا حرکت کا پہلا قانون کسی چیز کی حرکت کی حالت کو تبدیل کرنے میں بیرونی قوتوں کی اہمیت پر کیوں زور دیتا ہے؟ جواب: نیوٹن کا حرکت کا پہلا قانون، جسے اکثر قانونِ جڑت کہا جاتا ہے، یہ بتاتا ہے کہ کوئی شے ایک سیدھی لکیر میں آرام یا یکساں حرکت میں رہے گی جب تک کہ کسی بیرونی قوت کے ذریعے اس پر عمل نہ کیا جائے۔ یہ قانون اس بات پر روشنی ڈالتا ہے کہ یہ بیرونی قوتیں ہیں، نہ کہ خود شے کی اندرونی خصوصیات، جو اس کی حرکت کی حالت کو بدل سکتی ہیں۔
- : سوال نیوٹن کا دوسرا قانون قوت، کمیت اور سرعت سے کیسے متعلق ہے؟ جواب: نیوٹن کا حرکت کا دوسرا قانون کہتا ہے کہ کسی شے پر عمل کرنے والی قوت اس چیز کے کمیت کے برابر ہوتی ہے جس کو اس کی سرعت سے ضرب دیا جاتا ہے ()۔ یہ قوت اور سرعت کے درمیان براہ راست تناسب اور ماس اور سرعت کے درمیان ایک الٹا تناسب قائم کرتا ہے، ایک مستقل قوت کے پیش نظر۔
- : سوال آپ زمین کو حرکت میں کیوں محسوس نہیں کرتے حالانکہ یہ مسلسل حرکت میں ہے؟ جواب: یہ نیوٹن کے پہلے قانون کی ایک مثال ہے۔ ہم، زمین اور اس پر موجود ہر چیز کے ساتھ، یکساں طور پر ایک ساتھ چل رہے ہیں۔ حرکت کی اس حالت کو تبدیل کرنے کے لیے کسی بیرونی قوت کے بغیر، سرعت یا تبدیلی کا کوئی احساس نہیں ہوتا، ایسا لگتا ہے جیسے ہم ساکن ہیں۔
- : سوال نیوٹن کا تیسرا قانون خلا میں راکٹ کے عمل کی وضاحت کیسے کرتا ہے؟ جواب: نیوٹن کا تیسرا قانون کہتا ہے کہ ہر عمل کے لیے ایک مساوی اور مخالف ردعمل ہوتا ہے۔ خلا میں ایک راکٹ ایگزاسٹ گیسوں کو پیچھے کی طرف نکال کر خود کو آگے بڑھاتا ہے۔ ایکشن گیس ہے جو پیچھے کی طرف بڑھ رہی ہے، اور ردعمل راکٹ کا آگے بڑھنا ہے۔
- : سوال جب گاڑی اچانک رک جاتی ہے تو آپ آگے کیوں بڑھتے ہیں؟ جواب: نیوٹن کے پہلے قانون کے مطابق، جب گاڑی رکتی ہے تو آپ کا جسم حرکت کی حالت (آگے) جاری رکھتا ہے۔ جب تک کوئی طاقت (جیسے سیٹ بیلٹ) آپ پر عمل نہیں کرتی ہے، آپ جڑتا کی وجہ سے آگے بڑھتے رہیں گے۔
- : سوال اگر ایک پنکھ اور ہتھوڑا خلا میں گرا دیا جائے تو نیوٹن کے قوانین ان کی حرکت کے بارے میں کیا پیش گوئی کر سکتے ہیں؟ جواب: خلا میں، کوئی ہوا مزاحمت نہیں ہے. نیوٹن کے پہلے اور دوسرے قوانین کی بنیاد پر، پنکھ اور ہتھوڑے دونوں کو ایک ہی رفتار سے گرنا چاہیے اور بیک وقت زمین سے ٹکرانا چاہیے کیونکہ ان پر کام کرنے والی واحد قوت کشش ثقل ہے۔
- : سوال ائیر بیگ کار حادثے کے دوران چوٹ کے امکانات کو کیسے کم کرتا ہے؟ جواب: نیوٹن کا پہلا قانون اشارہ کرتا ہے کہ حرکت میں کوئی چیز حرکت میں رہتی ہے۔ حادثے میں، ایک شخص کی آگے کی حرکت جاری رہتی ہے۔ ایئر بیگ ایک کشن والی سطح فراہم کرتا ہے جو سست ہونے کے وقت کو بڑھاتا ہے، اس طرح اس شخص کی طرف سے تجربہ کرنے والی قوت کو کم کر دیتا ہے۔ .
- : سوال بھری ہوئی گاڑی سے خالی شاپنگ کارٹ کو آگے بڑھانا کیوں آسان ہے؟ جواب: نیوٹن کا دوسرا قانون () تجویز کرتا ہے کہ لاگو ہونے والی طاقت کی اتنی ہی مقدار کے لیے، کم کمیت والی چیز (خالی ٹوکری) میں زیادہ بڑے پیمانے پر (بھری ہوئی ٹوکری) والی شے سے زیادہ سرعت ہوگی۔
- : سوال تیراک آگے بڑھنے کے لیے پانی کو پیچھے کی طرف کیوں دھکیلتا ہے؟ جواب: یہ نیوٹن کے تیسرے قانون کا مظاہرہ ہے۔ جب تیراک پانی کو پیچھے کی طرف دھکیلتا ہے (کارروائی) تو ایک مساوی اور مخالف ردعمل ہوتا ہے جو تیراک کو آگے بڑھاتا ہے۔
- : سوال رگڑ کا نیوٹن کے پہلے قانون سے کیا تعلق ہے؟ جواب: رگڑ ایک بیرونی قوت ہے جو اشیاء پر ان کی حرکت کو سست کرنے یا روکنے کے لیے کام کر سکتی ہے۔ رگڑ (یا کسی دوسری بیرونی قوت) کے بغیر، کوئی شے اپنی حرکت کی حالت غیر معینہ مدت تک جاری رکھے گی جیسا کہ نیوٹن کے پہلے قانون کے مطابق ہے۔
