गती बल व कार्य स्वाध्याय

गती बल व कार्य स्वाध्याय

गती बल व कार्य स्वाध्याय इयत्ता सातवी सामान्य विज्ञान

1. रिकाम्या जागी कंसातील योग्य पर्याय लिहा.

(स्थिर, शून्य, बदलती, एकसमान, विस्थापन, वेग, चाल, त्वरण, स्थिर परंतु शून्य नाही, वाढते)

अ. जर एखादी वस्तू वेळेच्या समप्रमाणात अंतर कापत असेल, तर त्या वस्तूची चाल ……………… असते.

उत्तर :

जर एखादी वस्तू वेळेच्या समप्रमाणात अंतर कापत असेल, तर त्या वस्तूची चाल स्थिर असते.

आ. जर वस्तू एकसमान वेगाने जात असेल तर तिचे त्वरण ………………. असते.

उत्तर :

जर वस्तू एकसमान वेगाने जात असेल तर तिचे त्वरण एकसमान असते.

इ. ……………. ही राशी अदिश राशी आहे.

उत्तर :

चाल ही राशी अदिश राशी आहे.

ई. …………….. म्हणजे विशिष्ट दिशेने एकक कालावधीत वस्तूने कापलेले अंतर.

उत्तर :

वेग म्हणजे विशिष्ट दिशेने एकक कालावधीत वस्तूने कापलेले अंतर.

2. आकृतीचे निरीक्षण करा व प्रश्नांची उतरे लिहा.

सचिन आणि समीर मोटरसायकलवरून A या ठिकाणाहून निघाले. B या फाट्याशी वळून C येथे काम करून CD मार्गे ते D या फाट्याशी आले व पुढे E येथे पोहोचले. त्यांना एकूण 1 तास एवढा वेळ लागला. त्यांचे A पासून E पर्यंतचे प्रत्यक्ष कापलेले अंतर व विस्थापन काढा. त्यावरून चाल काढा. A पासून E पर्यंत AE या दिशेने त्यांचा वेग किती होता ? या वेगाला सरासरी वेग म्हणता येईल का ?

उत्तर :

कापलेले अंतर = AB + BC + CD + DE + BD

= 3 + 4 + 5 + 3 + 3 किमी

= 15 किमी = 15000 मी

विस्थापन (सरळ रेषेत असलेले अंतर) = AB + BD + DE

= 3 + 3 + 3 किमी

= 9 किमी

चाल

चाल = एकूण अंतर ÷ वेळ

वेळ = 1 तास

चाल = 15 किमी ÷ 1 तास = 15 किमी/तास

सरासरी वेग

सरासरी वेग = विस्थापन ÷ वेळ

सरासरी वेग = 9 किमी ÷ 1 तास = 9 किमी/तास

3. खालील A गटामधील शब्दांची योग्य जोडी B व C गटांतून निवडा.

A	B	C
कार्य	न्यूटन	अर्ग
बल	मीटर	सेमी
विस्थापन	ज्यूल	डाईन

उत्तर :

A	B	C
कार्य	ज्यूल	अर्ग
बल	न्यूटन	डाईन
विस्थापन	मीटर	सेमी

4. तारेवर बसलेला पक्षी उडून एक गिरकी घेऊन पुन्हा बसलेल्या जागी येतो. त्याने एका गिरकीत कापलेले एकूण अंतर व त्याचे विस्थापन यांबाबत स्पष्टीकरण द्या.

उत्तर :

जर पक्षी गिरकी घेऊन त्याच जागी येतो म्हणतो तो वक्र मार्गाने फिरून पुन्हा त्याच जागी येतो. त्याने गिरकीत त्याचे कापलेले अंतर हे त्या वक्र मार्गाच्या लांबीइतके होय. पक्ष्याचे बसलेल्या जागेपासून पुन्हा त्याच जागी येणे म्हणजे त्याचे विस्थापन शून्य होय.

5. बल, कार्य, विस्थापन, वेग, त्वरण, अंतर या विविध संकल्पना तुमच्या शब्दांत दैनंदिन जीवनातील उदाहरणांसह स्पष्ट करा.

उत्तर :

1. बल – i) एखाद्या वस्तूच्या विराम अवस्थेत किंवा सरळ रेषेतील एकसमान गतिमान अवस्थेत बदल घडवून आणणारी किंवा बदल घडवून आणण्याची प्रवृत्ती असणारी भौतिक राशी म्हणजे ‘बल’ होय.

ii) उदा. जेव्हा आपण वस्तू ढकळतो, खेचतो किंवा फेकतो तेव्हा त्यावर बल प्रयुक्त करतो. त्यामुळे आपण वस्तूला गतिमान करू शकतो किंवा गतिमान वस्तू थांबवू शकतो. बल ही दोन वस्तूंमधील आंतरक्रिया आहे. वास्तविक बल दृश्य स्वरूपात नसते. पण बलाचे परिणाम आपण पाहू शकतो.

iii) कोणतीही वस्तू स्वत:हून जागची हालत नाही. वस्तू हालवण्यासाठी बलाची आवश्यकता असते.

2. कार्य – i) जेव्हा बल लावून एखाद्या वस्तूचे विस्थापन होते तेव्हा कार्य झाले असे म्हणतात.

ii) उदा. एका रिकामी पेटी घेऊन तिला दोर बांधा. दोराच्या साहाय्याने ती ओढत 10 मीटर अंतर सरळ रेषेत चाला. आता त्याच पेटीत 20 पुस्तके भरा. पुन्हा दोराच्या साहाय्याने ओढत 10 मीटर अंतर सरळ चाला. यावरून हे सिद्ध होते की सारख्याच अंतराचे विस्थापन झाले, तरी ज्या कार्यास जास्त बल लागते ते कार्य अधिक असते. सारखेच बल लागते ते कार्य अधिक असते. सारखेच बल लावून जास्त विस्थापन झाले तर ते कार्यही अधिक असते.

iii) दगड ढकलणे, दप्तर उचलून ठेवणेम बॅटने चेंडू टोलवणे इ.

3. विस्थापन – i) एखाद्या गतिमान वस्तूने आरंभीच्या ठिकाणाहून अंतिम ठिकाणापर्यंत पोहोचण्यासाठी एका दिशेने पार केलेले कमीत कमी अंतर म्हणजे विस्थापन होय.

ii) वस्तूचे विस्थापन म्हणजे स्थान बदलणे होय. गतिमान वस्तूचे सतत विस्थापन होत असते.

iii) उदा. रेल्वेतून प्रवास करताना मागे पळणारी झाडे निरीक्षण करणाऱ्याला एखादी वस्तू सतत जागा बदलत असताना दिसत असेल तर ती गतीमान आहे असे म्हणतात.

4. वेग – i) एखाद्या वस्तूचे एकक काळात विशिष्ट दिशेने कापलेल्या अंतरास वेग म्हणतात.

ii) विस्थापनातील वेळेच्या संदर्भात होणाऱ्या बदलाचा दर म्हणजे वेग होय.

iii) वेग म्हणजे एखाद्या वस्तूच्या स्थानांतराची केवळ शीघ्रताच व्यक्त होते, तर वेगातून वस्तूच्या स्थानां तराची शीघ्रता व तिची दिशा या दोन्ही बाबी स्पष्ट होतात, त्यामुळे वेग ही सदिश राशी ठरते.

iv) उदा. 5 मीटर प्रतिसेकंद हे मापन अदिश ठरते, कारण ते फक्त वस्तूची चाल दर्शवते. मात्र पूर्वेकडे 5 मीटर प्रतिसेकंद असे मापन सदिश ठरते.

5. त्वरण – i) वेगामधील वेळेच्या संदर्भात होणाऱ्या बदलाला त्वरण म्हणतात.

ii) विराम अवस्थेपासून सुरुवात करून सायकल चालवा. काही मिनिटात जास्तीत जास्त वेग गाठा. रस्त्यात तुमचा मित्र दिसल्यास ब्रेक लावा. सायकलचा वेग कमी होऊन ती थांबते. या संपूर्ण प्रकारात वेग स्थिर राहत नाही.

iii) उदा. एखादा खेळाडू चेंडू पायाने ढकलून त्याची दिशा बदलताना आपण पाहतो. दिशा बदलण्यामुळे चेंडूचा वेग बदलतो, म्हणजेच त्वरण घडते.

6. अंतर – i) एखाद्या गतिमान वस्तूने दिशेचा विचार न करता, प्रत्यक्ष पूर्ण केलेल्या मार्गाची लांबी म्हणजे अंतर होय.

ii) याचाच अर्थ असा की दोन बिंदूंच्या दरम्यान गतिमान असताना वस्तूने प्रत्यक्ष केलेले मार्गक्रमण म्हणजे अंतर होय.

6. एका सपाट व गुळगुळीत पृष्ठभागावर एक चेंडू A पासून D कडे घरंगळत जात आहे. त्याची चाल 2 सेमी/सेकंद इतकी असून B येथे आल्यावर मागील बाजूने C पर्यंत त्याला सतत ढकलले. C पासून D येथे गेल्यावर त्याची चाल 4 सेमी/सेकंद झाली. B पासून C पर्यंत जाण्यासाठी चेंडूला 2 सेकंद वेळ लागला, तर B व C दरम्यान चेंडूचे किती त्वरण घडले ते सांगा.

उत्तर :

चेंडूची हालचाल पुढीलप्रमाणे आहे :

चेंडू सपाट व गुळगुळीत पृष्ठभागावर घरंगळत जात आहे म्हणजेच त्याला घर्षणबलाचा सामना करावा लागणार नाही.

A पासून B पर्यंत जाताना चेंडूची चाल (गती) 2 सेमी/सेकंड आहे.

B ला त्याचा वेग 2 सेमी प्रति सेकंद असेल.

C पासून D पर्यंत जाताना चेंडूवर बल कार्य करीत असल्याने चेंडूची या मार्गावरील चाल 4 सेमी/सेकंद (D येथील त्याची चाल) असली पाहिजे.

या उदाहरणात चेंडूच्या गतीची दिशा प्रत्येक बिंदूपाशी तीच आहे. (एकरेषीय गती). त्यामुळे चेंडूच्या वेगाने परिणाम = चेंडूची चाल

म्हणून B कडून C कडे जाताना होणारी वेगातली वाढ = 4 सेमी/सेकंद – 2 सेमी/सेकंद = 2 सेमी/सेकंद

विस्थापनात होणारे त्वरण = वेगातील बदल/काल

= 2 सेमी/S/2 सेकंद

= 1 सेमी/S²

म्हणून B व C दरम्यान चेंडूचे 1 सेमी/S² इतके त्वरण घडले.

7. खालील उदाहरणे सोडवा.

अ. एकसारख्या वेगाने चाललेल्या मोटरीला थांबवण्यासाठी 1000 N बल लावले, तरीही मीटर 10 मीटर अंतर चालून थांबली. या ठिकाणी कार्य किती झाले.

उत्तर :

F = 1000 N

S = 10 m

W = ?

W = F X S

= 1000 X 10

W= 10000 J

आ. 20 किलोग्रॅम वस्तुमानाची गाडी सपाट व गुळगुळीत रस्त्यावरून 2N इतके बल लावल्यावर 50 मीटर सरळ रेषेत गेली, तेव्हा बलाने किती कार्य केले ?

उत्तर :

F = 2 N

S = 50 m

W = ?

W = F X S

= 2 X 50

W= 100 J