परीक्षा अभ्यास
हरेक एकाइको अन्त्यमा दिइएका सबै प्रश्न, सङ्केत र उत्तरसहित। उत्तर हेरेपछि आफ्नो उत्तर मिल्यो कि मिलेन, चिनो लगाउनुहोस्। नमिलेका प्रश्न पछि फेरि अभ्यास गर्नुहोस्।
28 प्रश्न
एकाइ 6 · बल र चाल
2. दिइएका शब्दबाट सही शब्द छानेर खाली ठाउँ भर्नुहोस्
एकाइ समयमा पार गरिएको दुरी ……… हो।
उत्तर
वेग
सामर्थ्यको एकाइ ……… हो।
उत्तर
वाट
कार्य गर्ने दरलाई ……… भनिन्छ।
उत्तर
सामर्थ्य
बल बेरिङ प्रयोग गर्दा ……… घट्छ।
उत्तर
घर्षण। (“गुरुत्व बल” र “गति” प्रयोग हुँदैनन्।)
3. दिइएका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्
यी भौतिक परिमाणको SI एकाइ लेख्नुहोस्: दुरी, स्थानान्तरण, कार्य, सामर्थ्य, वेग, गति।
उत्तर
| परिमाण | SI एकाइ |
|---|---|
| दुरी | मिटर (m) |
| स्थानान्तरण | मिटर (m) |
| कार्य | जुल (J) |
| सामर्थ्य | वाट (W) |
| वेग | मिटर प्रतिसेकेन्ड (m/s) |
| गति | मिटर प्रतिसेकेन्ड (m/s) |
उदाहरणका आधारमा दुरी र स्थानान्तरणलाई स्पष्ट पार्नुहोस्।
उत्तर
दुरी भनेको कुनै वस्तुले पार गरेको बाटोको जम्मा लम्बाइ हो। यसको मान मात्र हुने भएकाले यो स्केलर परिमाण हो। उदाहरण: एक जना विद्यार्थी घरबाट विद्यालयसम्म घुमाउरो गल्ली हुँदै 500 m हिँड्छन्; यहाँ दुरी 500 m हो।
स्थानान्तरण भनेको सुरु बिन्दुदेखि अन्तिम बिन्दुसम्म निश्चित दिशामा नापिएको सबैभन्दा छोटो, सिधा रेखाको दुरी हो। यसको मान र दिशा दुवै हुने भएकाले यो भेक्टर परिमाण हो। उदाहरण: विद्यालय घरबाट सिधा रेखामा 300 m पूर्वमा छ भने स्थानान्तरण पूर्वतिर 300 m हुन्छ।
घरबाट विद्यालय गएर फेरि घर फर्किँदा दुरी 1000 m हुन्छ, तर स्थानान्तरण शून्य हुन्छ।
“घर्षण हाम्रो शत्रु र मित्र दुवै हो।” यस भनाइलाई पुष्टि गर्नुहोस्।
उत्तर
घर्षणबिना हाम्रो काम चल्दैन, त्यसैले यो हाम्रो मित्र हो। यसकै कारण हामी नचिप्लिई हिँड्छौँ, टायर सडकमा चिप्लिँदैनन्, ब्रेक लगाउँदा गाडी रोकिन्छ, किला र पेच आफ्नो ठाउँमा अडिन्छन् र वस्तु समात्न तथा लेख्न सकिन्छ।
घर्षणले हानि पनि गर्ने भएकाले यो हाम्रो शत्रु पनि हो। यसले उपयोगी ऊर्जालाई खेर जाने तापमा बदल्छ, मेसिनको कार्यक्षमता घटाउँछ र मेसिनका भाग, टायर तथा जुत्तालाई खियाउँछ।
उपयोगी र हानिकारक दुवै भएकाले घर्षणलाई शत्रु र मित्र दुवै भनिन्छ।
कार्यको परिभाषा र एकाइ लेख्नुहोस्।
उत्तर
कुनै वस्तुमा बल लगाउँदा वस्तु बलकै दिशामा सर्छ भने कार्य भएको मानिन्छ। बल र बलको दिशामा भएको स्थानान्तरणको गुणनफलबाट कार्य नापिन्छ: W = F × d। यसको SI एकाइ जुल (J) हो। 1 N बलले वस्तुलाई बलको दिशामा 1 m सार्दा 1 J कार्य हुन्छ।
घर्षण घटाउने कुनै तीनओटा उपाय लेख्नुहोस्।
उत्तर
- चल्ने भागका बिचमा तेल, ग्रिज र मोबिल जस्ता चिल्लो पदार्थ लगाउने।
- घिस्रँदा हुने घर्षणभन्दा गुड्दा हुने घर्षण कम हुने भएकाले पाङ्ग्रा र बल बेरिङ प्रयोग गर्ने।
- सतहलाई पालिस गरेर चिल्लो बनाउने।
- हवाईजहाज, डुङ्गा जस्ता छिटो चल्ने वस्तुलाई स्ट्रिमलाइन आकार दिने।
(कुनै तीनओटा।)
सामर्थ्यको परिभाषा र एकाइ लेख्नुहोस्।
उत्तर
कुनै व्यक्ति वा मेसिनले एकाइ समयमा गरेको कार्यलाई त्यसको सामर्थ्य भनिन्छ: सामर्थ्य = कार्य ÷ समय। सामर्थ्य भनेको कार्य गर्ने दर हो। यसको SI एकाइ वाट (W) हो; 1 W = 1 J/s।
दिइएका सूत्र पूरा गर्नुहोस्: कार्य = ……, वेग = ……, गति = ……, सामर्थ्य = …… ।
उत्तर
कार्य = बल × स्थानान्तरण
वेग = दुरी ÷ समय
गति = स्थानान्तरण ÷ समय
सामर्थ्य = कार्य ÷ समय
“घर्षणले हामीलाई सहयोग पनि गर्छ।” यस भनाइलाई उदाहरणसहित पुष्टि गर्नुहोस्।
उत्तर
दैनिक जीवनका धेरै काम घर्षणकै कारण सम्भव हुन्छन्:
- खुट्टा र जमिनबिचको घर्षणले गर्दा हामी नचिप्लिई हिँड्न सक्छौँ।
- टायर र सडकबिच तथा ब्रेकका गट्टा र पाङ्ग्राबिचको घर्षणले गर्दा गाडी चल्छन् र रोकिन्छन्।
- घर्षणकै कारण किला, पेच र नटबोल्टले जोडिएका वस्तु जोडिएकै रहन्छन्।
- घर्षणकै कारण कलम समातेर लेख्न र गाँठो पार्न सकिन्छ।
यसरी दैनिक जीवनमा घर्षण उपयोगी छ।
घर्षण घटाउनुपर्ने कारण स्पष्ट पार्नुहोस्।
उत्तर
मेसिनमा हुने घर्षणले उपयोगी ऊर्जालाई खेर जाने तापमा बदल्छ। त्यसैले मेसिनलाई बढी बल चाहिन्छ र यसको कार्यक्षमता घट्छ। घर्षणले चल्ने भागलाई पनि खियाउँछ र मेसिन छिट्टै बिग्रन्छ। घर्षण घटाउँदा मेसिन बढी कार्यक्षमताका साथ चल्छ, कम इन्धन वा बिजुली खपत गर्छ र लामो समयसम्म टिक्छ।
चित्र 6.13 मा देखाए जस्तै एउटा कार प्रत्येक सेकेन्डमा 5 m दुरी पार गर्दै (5 m/s को स्थिर वेगमा) A बाट B र C हुँदै D सम्म जान्छ। A बाट B पूर्वतिर, B बाट C दक्षिणतिर र C बाट D पश्चिमतिर पर्छ।
- i.बाटो AB मा कारको गति कति हुन्छ, किन?
- ii.बाटो BC मा कारको गति कति हुन्छ, किन?
- iii.बाटो CD मा कारको गति कति हुन्छ, किन?
उत्तर
- i.पूर्वतिर 5 m/s। AB मा कार पूर्वतिर सिधा रेखामा 5 m/s मा चल्छ।
- ii.दक्षिणतिर 5 m/s। वेग उही छ, तर दिशा बदलिएको छ।
- iii.पश्चिमतिर 5 m/s।
कारको वेग सधैँ 5 m/s नै रहन्छ। गतिमा दिशा पनि समावेश हुने र हरेक मोडमा दिशा बदलिने भएकाले हरेक भागमा यसको गति भने फरक हुन्छ।
घरको भित्तालाई धकेलिरहेको मानिसले कार्य गर्छ कि गर्दैन? कारण दिनुहोस्।
उत्तर
गर्दैन। बलले वस्तुलाई बलकै दिशामा सार्दा मात्र कार्य हुन्छ। भित्ता नसर्ने (यसको स्थानान्तरण शून्य हुने) भएकाले मानिसले जतिसुकै जोडले धकेले पनि भित्तामा भएको कार्य F × 0 = 0 हुन्छ।
दुई जना व्यक्तिले बराबर कार्य गर्छन्। कुन अवस्थामा तिनीहरूको सामर्थ्य बराबर हुन्छ र कुन अवस्थामा फरक हुन्छ? स्पष्ट पार्नुहोस्।
उत्तर
सामर्थ्य = कार्य ÷ समय। दुवैले उही कार्य उत्तिकै समयमा गरे भने दुवैको सामर्थ्य बराबर हुन्छ। उही कार्य गर्न एक जनालाई अर्कोभन्दा कम समय लाग्छ भने उसको सामर्थ्य बढी हुन्छ। उदाहरण: दाताराम एउटा खेत 3 घण्टामा खन्छन् र सोहन उही खेत 2 घण्टामा खन्छन् भने सोहनको सामर्थ्य बढी हुन्छ।
एक जना मानिस टाउकोमा भारी बोकेर समतल बाटामा हिँडिरहेका छन्। उनले भारीमा कार्य गरिरहेका छन् कि छैनन्? स्पष्ट पार्नुहोस्।
उत्तर
भारीमा गुरुत्वविरुद्ध कुनै कार्य हुँदैन। गुरुत्व बलले भारीलाई तलतिर तान्छ र मानिसले टाउकोले माथितिर बल लगाएर भारी थाम्छन्, तर भारी माथि सर्दैन, तेर्सो सर्छ। बल र चालको दिशा एउटै नभएकाले विज्ञानको भाषामा भारीमा कार्य हुँदैन। भारी थाम्न मात्र पनि मांसपेशीमा ऊर्जा खर्च हुने भएकाले मानिस भने थाक्छन्। भारी उचालेमा वा भारी बोकेर उकालो चढेमा मात्र उनले भारीमा गुरुत्वविरुद्ध कार्य गर्छन्।
4. हिसाब गर्नुहोस्
रोहित सिधा बाटामा दौडेर 35 s मा 400 m पार गर्छन्। उनको गति पत्ता लगाउनुहोस्।
उत्तर
स्थानान्तरण (s) = 400 m (एउटै दिशामा सिधा बाटो), समय (t) = 35 s
गति = s ÷ t = 400 m ÷ 35 s = 11.43 m/s (उनी दौडेको दिशातिर)।
एउटा वस्तुले 5 s मा 100 m दुरी पार गर्छ। यसको वेग कति हुन्छ?
उत्तर
वेग = d ÷ t = 100 m ÷ 5 s = 20 m/s
20 m/s को वेगमा गुडिरहेको कारले 10 s मा कति दुरी पार गर्छ?
उत्तर
दुरी = वेग × समय = 20 m/s × 10 s = 200 m
एउटा क्रेनले 1500 kg पिण्ड भएको जिपलाई 120 m उचाइसम्म उचाल्न 20 s लगाउँछ। क्रेनले गरेको कार्य र यसको सामर्थ्य पत्ता लगाउनुहोस्। (g = 9.8 m/s²)
उत्तर
यहाँ, m = 1500 kg, h = 120 m, t = 20 s, g = 9.8 m/s²
चाहिने बल = तौल = m × g = 1500 × 9.8 = 14,700 N
कार्य = F × h = 14,700 N × 120 m = 1,764,000 J
सामर्थ्य = W ÷ t = 1,764,000 J ÷ 20 s = 88,200 W (88.2 kW)
चित्र 6.12 मा देखाए जस्तै एक जना भरियाले 50 kg चामलको बोरालाई जमिनबाट 3 m अग्लो बसको छतमा उचाल्छन्। त्यसपछि 450 N बलले धकेलेर बोरालाई बसको अगाडितिर 4 m घिसार्छन्। (g = 9.8 m/s²)
- i.उनले गुरुत्वविरुद्ध कति कार्य गर्छन्?
- ii.उनले घर्षणविरुद्ध कति कार्य गर्छन्?
उत्तर
i. चाहिने बल = तौल = m × g = 50 × 9.8 = 490 N
गुरुत्वविरुद्ध कार्य = तौल × उचाइ = 490 N × 3 m = 1470 J
ii. घर्षणविरुद्ध कार्य = बल × दुरी = 450 N × 4 m = 1800 J
चित्र 6.14 मा देखाए जस्तै एउटा वस्तु ABCD बाटामा चल्छ। यो A बाट B सम्म 4 m/s मा 4 s, B बाट C सम्म 3 m/s मा 2 s र C बाट D सम्म 2 m/s मा 6 s चल्छ। यसले पार गरेको जम्मा दुरी कति हो?
उत्तर
हरेक भागका लागि दुरी = वेग × समय:
AB = 4 m/s × 4 s = 16 m
BC = 3 m/s × 2 s = 6 m
CD = 2 m/s × 6 s = 12 m
जम्मा दुरी = 16 m + 6 m + 12 m = 34 m
5. फरक लेख्नुहोस्
दुरी र स्थानान्तरण।
उत्तर
| दुरी | स्थानान्तरण |
|---|---|
| पार गरिएको बाटोको जम्मा लम्बाइ। | सुरु बिन्दुदेखि अन्तिम बिन्दुसम्म निश्चित दिशामा नापिएको सबैभन्दा छोटो (सिधा रेखाको) दुरी। |
| मान मात्र हुन्छ: स्केलर परिमाण। | मान र दिशा दुवै हुन्छ: भेक्टर परिमाण। |
| दुरी = वेग × समय | स्थानान्तरण = गति × समय |
| वस्तु चलेपछि यो शून्य हुन सक्दैन। | फन्को मारेर फर्किएपछि यो शून्य हुन्छ। |
वेग र गति।
उत्तर
| वेग | गति |
|---|---|
| एकाइ समयमा पार गरिएको दुरी। | एकाइ समयमा भएको स्थानान्तरण। |
| मान मात्र हुन्छ: स्केलर परिमाण। | मान र दिशा दुवै हुन्छ: भेक्टर परिमाण। |
| वेग = दुरी ÷ समय | गति = स्थानान्तरण ÷ समय |
| उदाहरण: 5 m/s। | उदाहरण: पूर्वतिर 5 m/s। |
कार्य र सामर्थ्य।
उत्तर
| कार्य | सामर्थ्य |
|---|---|
| बल लगाउँदा वस्तु बलकै दिशामा सर्छ भने कार्य भएको मानिन्छ। | एकाइ समयमा गरिएको कार्य, अर्थात् कार्य गर्ने दर सामर्थ्य हो। |
| कार्य = बल × स्थानान्तरण | सामर्थ्य = कार्य ÷ समय |
| काम गर्न कति समय लाग्यो भन्ने कुरामा यो भर पर्दैन। | यो समयमा भर पर्छ: काम जति छिटो हुन्छ, सामर्थ्य त्यति नै बढी हुन्छ। |
| SI एकाइ: जुल (J)। | SI एकाइ: वाट (W)। |
6. कारण लेख्नुहोस्
चिल्लो सतहमा भन्दा खस्रो सतहमा वस्तु घिसार्न गाह्रो हुन्छ।
उत्तर
खस्रो सतहमा उठेका र दबिएका भाग ठुला हुन्छन्। वस्तु घिसार्दा दुवै सतहका उठेका भाग एकअर्कामा बढी अड्किने भएकाले घर्षण बढी हुन्छ र वस्तुलाई चलाइराख्न बढी बल चाहिन्छ। चिल्लो सतहका उठेका भाग साना हुने भएकाले घर्षण कम हुन्छ।
गह्रौँ भारी उचालेर एकै ठाउँमा उभिइरहँदा कार्य गरेको मानिँदैन।
उत्तर
बलले वस्तुलाई बलकै दिशामा सार्दा मात्र कार्य हुन्छ। मानिसले भारीलाई माथितिर बल लगाएर थामेका हुन्छन्, तर भारी पटक्कै नसर्ने भएकाले यसको स्थानान्तरण शून्य हुन्छ र भारीमा भएको कार्य बल × 0 = 0 हुन्छ। भारी थाम्न मांसपेशीमा ऊर्जा खर्च हुने भएकाले मानिस थाक्छन्, तर विज्ञानको भाषामा भारीमा कुनै कार्य हुँदैन।