Question

0.05 kg संहति का कोई कंकड़ ऊर्ध्वाधर ऊपर फेंका गया है। नीचे दी गई प्रत्येक परिस्थिति में कंकड़ पर लग रहे नेट बल का परिमाण व उसकी दिशा लिखिए:

1. उपरिमुखी गति के समय।
2. अधोमुखी गति के समय।
3. उच्चतम बिन्दु पर जहाँ क्षण भर के लिए यह विराम में रहता है। यदि कंकड़ को क्षैतिज दिशा से 45° कोण पर फेंका जाए, तो क्या आपके उत्तर में कोई परिवर्तन होगा? वायु-प्रतिरोध को उपेक्षणीय मानिए।

Answer 1

1. उपरिमुखी गति के समय कंकड़ पर बल = कंकड़ का भार = mg = 0.05 kg × 10 m s^-2 = 0.5 N
2. अधोमुखी गति के समय भी कंकड़ पर बल उसके भार के बराबर अर्थात् 0.5 N लगेगा।
3. इस स्थिति में भी कंकड़, पर वही बल 0.5 N ही लगेगा।
   कंकड़ को क्षैतिज से 45° के कोण पर फेंकने पर भी कंकड़ पृथ्वी के गुरुत्वीय क्षेत्र में गति करता है; अतः इस स्थिति में भी, प्रत्येक दशा में कंकड़ पर बल 0.5 N ही लगेगा।

Answer 2

जब कोई वस्तु ऊपर की ओर फेंकी जाती है या नीचे गिरती है, तो पृथ्वी का निरंतर गुरुत्वाकर्षण बल उस पर समान रूप से प्रभावित करता है। यह खिंचाव नीचे की ओर एक स्थिर त्वरण a =+g = 10 m/s² का कारण बनता है। यदि m वस्तु का द्रव्यमान है, तो mg उस पर नीचे की ओर कार्य करने वाली बल है। एक कंकड़ के लिए जिसका द्रव्यमान m = 0.05 kg है, बल निम्नानुसार गणना की गई है:

1. उपरिमुखी गति के समय कंकड़ पर बल = कंकड़ का भार = mg = 0.05 kg × 10 m s^-2 = 0.5 N
2. अधोमुखी गति के समय भी कंकड़ पर बल उसके भार के बराबर अर्थात् 0.5 N लगेगा।
3. इस स्थिति में भी कंकड़, पर वही बल 0.5 N ही लगेगा।

जब कंकड़ को क्षैतिज दिशा के सापेक्ष 45 डिग्री के कोण पर फेंका जाता है, तो यह क्षैतिज और लंबवत दोनों प्रकार की वेग घटकों को विकसित करेगा। ये घटक गुरुत्वाकर्षण बल पर कोई प्रभाव नहीं डालते हैं जो कंकड़ पर कार्य कर रहा है। इसलिए, गणना किया गया बल सभी परिदृश्यों में अपरिवर्तित रहता है। हालांकि, विशेष रूप से परिदृश्य (c) में, कंकड़ अपने सर्वोच्च बिंदु पर स्थिर नहीं होता है लेकिन इसमें क्षैतिज वेग होता है।