गतीचे नियम स्वाध्याय

गतीचे नियम स्वाध्याय इयत्ता नववी विज्ञान आणि तंत्रज्ञान

1. खालील सारणीतील पहिल्या स्तंभाशी दुसरा व तिसरा स्तंभ जोडा व नव्याने सारणी तयार करा.

उत्तर :

2. फरक स्पष्ट करा.

अ. अंतर आणि विस्थापन

उत्तर :

आ. एकसमान गती आणि नैकसमान गती

उत्तर :

3. खालील सारणी पूर्ण करा.

4. रिकाम्या जागी योग्य शब्द लिहून विधाने पूर्ण करा व त्यांचे स्पष्टीकरण लिहा.

अ. वस्तूच्या गतीच्या सुरुवातीच्या व अंतिम बिंदूमधील कमीत कमी अंतरास वस्तूचे ……………… म्हणतात.

उत्तर :

वस्तूच्या गतीच्या सुरुवातीच्या व अंतिम बिंदूमधील कमीत कमी अंतरास वस्तूचे विस्थापन म्हणतात.

विस्थापन – विस्थापन त्या वस्तूचे कापलेल्या अंतरापेक्षा कमी असते किंवा अंतराएवढे असते. 

आ. अवत्वरण म्हणजे …………….. त्वरण होय.

उत्तर :

अवत्वरण म्हणजे ऋण त्वरण होय.

ऋण – कारण अवत्वरणात वेग कमी होत जाते. कमी कमी होणे हे ऋण चिन्हाने दर्शवितात. 

इ. जेव्हा वस्तू एकसमान वर्तुळाकार गतीने जाते तेव्हा तिचा …………… प्रत्येक बिंदूपाशी बदलतो.

उत्तर :

जेव्हा वस्तू एकसमान वर्तुळाकार गतीने जाते तेव्हा तिचा वेग प्रत्येक बिंदूपाशी बदलतो.

वेग – कारण प्रत्येक बिंदूपाशी गतीची दिशा बदलते. 

ई. टक्कर होताना ……………….. नेहमी अक्षय्य राहतो.

उत्तर :

टक्कर होताना संवेग नेहमी अक्षय्य राहतो.

संवेग – बाह्य बल कार्यरत नसेल तरच न्यूटनच्या दुसऱ्या नियमानुसार संवेग अक्षय्य असतो. 

ए. अग्नीबाणाचे कार्य न्यूटनच्या ………………… नियमावर आधारित आहे.

उत्तर :

अग्नीबाणाचे कार्य न्यूटनच्या तिसऱ्या नियमावर आधारित आहे.

तिसऱ्या – कारण अग्नी बाणातून निघणाऱ्या उष्ण वायुमुळे क्रिया व प्रतिक्रिया निर्माण होतात. 

5. शास्त्रीय कारणे लिहा.

अ. जेव्हा एखादी वस्तू मुक्तपणे जमिनीवर पडते तेव्हा गतीचे त्वरण एकसमान असते.

उत्तर :

i) मुक्तपणे खाली पडणाऱ्या वस्तूवर फक्त पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल कार्यरत असते.

ii) पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळ दिलेल्या वस्तूवर कार्यरत असणारे हे बल (जवळजवळ) एकसमान असते. त्यामुळे त्या वस्तूचे त्वरणही (जवळजवळ) एकसमान असते.

आ. क्रिया बल व प्रतिक्रिया बल यांचे परिमाण समान व दिशा विरुद्ध असल्या तरी ते एकमेकांना निष्प्रभ करत नाहीत.

उत्तर :

i) क्रिया व प्रतिक्रिया बले वेगवेगळ्या वस्तूंवर प्रयुक्त होतात. ती एकाच वस्तूवर प्रयुक्त नसतात.

ii) त्यामुळे ती बले एकमेकांना परिणाम नष्ट करू शकत नाहीत. म्हणून, क्रिया बल व प्रतिक्रिया बल यांचे परिणाम समान व दिशा विरुद्ध असल्या तरी ते एकमेकांना निष्प्रभ करत नाहीत.

इ. समान वेग असणाऱ्या चेंडूपैकी क्रिकेटचा चेंडू थांबवण्यापेक्षा टेनिसचा चेंडू थांबवणे सोपे असते.

उत्तर :

i) वस्तूचा वेग व वस्तुमान यांचा गुणाकार म्हणजे संवेग होय.

ii) टेनिसच्या चेंडूचे वस्तुमान क्रिकेटच्या चेंडूपेक्षा कमी असते.

iii) त्यामुळे, समान वेगाने जातात, क्रिकेटच्या चेंडूपेक्षा टेनिसच्या चेंडूला संवेग कमी असतो. म्हणून, समान वेगाने जाणाऱ्या क्रिकेटच्या चेंडूपेक्षा टेनिसचा चेंडू थांबवणे सोपे असते.

ई. विराम अवस्थेतील वस्तूची गती एकसमान समजली जाते.

उत्तर :

i) जर वस्तू समान कालावधीत समान अंतर कापत असेल तर तिच्या गतीला एकसमान गती म्हणतात.

ii) विराम अवस्थेतील वस्तूची चाल 0 मी/से इतकी असते. त्यामुळे विराम अवस्थेतील वस्तूची गती एकसमान समजली जाते.

6. तुमच्या सभोवतालची 5 उदाहरणे घेऊन त्यांचे न्यूटनच्या गतीविषयक नियमांवर आधारित स्पष्टीकरण लिहा.

उत्तर :

उदाहरण 1 : थांबलेली बस सुरू होताना प्रथम मागे गेल्याचे जाणवते.

हे न्यूटनच्या गतिविषयक पहिल्या नियमाचे उदाहरण आहे.

स्पष्टीकरण : i) विराम अवस्थेत किंवा गतिमान अवस्थेत असलेली वस्तू तिच्यातील जडत्वामुळे आपली स्वत:हून बदलत नाही.

ii) जेव्हा बस सुरू होते, तेव्हा बसमध्ये बसल्याने आपल्यालाही वेग मिळतो, परंतु शरीराचा वरचा भाग विराम अवस्थेतच राहण्याचा प्रयत्न करतो.

iii) म्हणून, थांबलेली बस सुरू होताना प्रथम मागे गेल्याचे जाणवते.

उदाहरण 2 : कारपेट झटकल्यावर तिच्यातील धूळ खाली पडते.

हे न्यूटनच्या गतिविषयक पहिल्या नियमाचे उदाहरण आहे.

स्पष्टीकरण : i) धूळ कारपेटमध्ये असते आणि जडत्वामुळे ती विराम अवस्थेत असते.

ii) कारपेट झटकण्यासाठी वर उचलतो, तेव्हा तिला गती मिळते आणि धुळीचे कण कारपेटपासून दूर जातात.

iii) गुरुत्वाकर्षणामुळे सुटे कण खाली पडतात आणि कारपेट स्वच्छ होते.

उदाहरण 3 : चेंडूचा झेल घेताना खेळाडू हात मागे घेतात.

हे न्यूटनच्या गतिविषयक दुसऱ्या नियमाचे उदाहरण आहे.

स्पष्टीकरण : i) चेंडूचा झेल घेताना खेळाडू हात मागे घेतात, त्यामुळे चेंडू पकडण्यासाठी हातांना अधिक वेळ मिळतो.

ii) चेंडू पकडण्यासाठी अधिक वेळ मिळाल्याने संवेग बदल कमी प्रमाणात होतो.

iii) त्यामुळे, खेळाडू कमी बल लावून चेंडू पकडतो आणि त्याच्या हाताला झटका बसत नाही.

उदाहरण 4 : टेबलावर ठेवलेले पुस्तक स्थिर राहते.

हे न्यूटनच्या गतिविषयक तिसऱ्या नियमाचे उदाहरण आहे.

स्पष्टीकरण : i) टेबलावर ठेवलेल्या पुस्तकास काही वजन असते. हे वजन म्हणजेच, टेबलावर प्रयुक्त केलेले बल होय.

ii) न्यूटनच्या गतीविषयक तिसऱ्या नियमानुसार क्रिया आणि प्रतिक्रिया बल एकाच वेळी कार्यरत असतात.

iii) त्यामुळे, टेबल वरच्या दिशेने पुस्तकावर बल प्रयुक्त करते आणि पुस्तकाच्या वजनाचे संतुलन होते.

iv) अशाप्रकारे, दोन्ही बले संतुलित झाल्याने टेबलावर ठेवलेले पुस्तक स्थिर राहते.

उदाहरण 5 : हवा भरलेला फुगा हातातून सोडल्यास पुढे जातो.

हे न्यूटनच्या गतिविषयक तिसऱ्या नियमाचे उदाहरण आहे.

स्पष्टीकरण : हवा खालच्या दिशेने सोडली गेल्याने ती तेवढेच विरुद्ध बल फुग्यावर प्रयुक्त करते, त्यामुळे फुगा पुढे ढकलला जातो.

7. उदाहरणे सोडवा.

अ. एक वस्तू सुरुवातीच्या 3 सेकंदात 18 मीटर आणि नंतरच्या 3 सेकंदात 22 मीटर जाते व अंतिम 3 सेकंदात 14 मीटर जाते तर सरासरी चाल काढा.

उत्तर :

आ. एका वस्तूचे वस्तुमान 16 kg असून ती 3 m/s² त्वरणाने गतिमान आहे. तिच्यावर प्रयुक्त असणारे बल काढा. तेवढेच बल 24 kg वस्तुमानाच्या वस्तूवर प्रयुक्त केल्यास निर्माण होणारे त्वरण किती.

उत्तर :

इ. बंदुकीच्या एका गोळीचे वस्तुमान 10 g असून ती 1.5 m/s वेगाने 900 g वस्तूमानाच्या जाड लाकडी फळीमध्ये घुसते . सुरुवातीला फळी विराम अवस्थेत आहे. पण गोळी मारल्यानंतर दोन्ही विशिष्ट वेगाने गतिमान होतात. बंदुकीच्या गोळीसह लाकडी फळी ज्या वेगाने गतिमान होते तो वेग काढा.

उत्तर :

ई. एक व्यक्ती सुरुवातीला 40 सेकंदात 100 मीटर अंतर पोहते. नंतरच्या 40 सेकंदात ती व्यक्ती 80 मीटर अंतर पार करते व अंतिमच्या 20 सेकंदात 45 मीटर अंतर पार करते तर सरासरी चाल काय असेल ?

उत्तर :