Motion in Two and Three Dimensions MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Motion in Two and Three Dimensions - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Last updated on Jul 8, 2025

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Latest Motion in Two and Three Dimensions MCQ Objective Questions

Motion in Two and Three Dimensions Question 1:

एक कण 5 मीटर लंबी डोरी से एक स्थिर बिंदु से लटका हुआ है। इसे साम्यावस्था की स्थिति से इतने वेग से प्रक्षेपित किया जाता है कि कण के सबसे निचले बिंदु से 8 मीटर की ऊँचाई पर पहुँचने के बाद डोरी ढीली हो जाती है। डोरी के ढीली होने से ठीक पहले कण का वेग ज्ञात कीजिए।

  1. 7.00 m/s
  2. 5.42 m/s
  3. 6.48 m/s
  4. 7.22 m/s

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 5.42 m/s

Motion in Two and Three Dimensions Question 1 Detailed Solution

गणना:

जिस बिंदु पर डोरी ढीली हो जाती है, वहाँ तनाव T = 0 होता है।

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सूत्र का उपयोग करने पर:

mg(Rcosθ) = mv2

g cosθ = v2/ R (m)

⇒ 9.8 × 3/5 =v2/ 5

इसलिए, डोरी के ढीली होने से ठीक पहले कण का वेग है:

v = 5.42 m/s

डोरी के ढीली होने से ठीक पहले वेग 5.42 m/s है।

Motion in Two and Three Dimensions Question 2:

एक गेंद को 98 मीटर की ऊँचाई से छोड़ा जाता है, और एक क्षैतिज हवा गेंद पर एक नियत क्षैतिज त्वरण g लगाती है। गेंद की गति के आधार पर सही कथन की पहचान करें। [मान लीजिए g = 9.8 m/s2]

(a) गेंद एक सीधा रेखा के पथ पर चलती है।

(b) गेंद का प्रक्षेपपथ वक्रीय है।

(c) गेंद को जमीन तक पहुँचने में 4.47 सेकंड लगते हैं।

(d) गेंद द्वारा तय की गई कुल दूरी 98 मीटर से अधिक है।

  1. (b), (c), (d)
  2. (a), (c), (d)
  3. (a), (b), (d)
  4. (a), (b), (c)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : (a), (c), (d)

Motion in Two and Three Dimensions Question 2 Detailed Solution

व्याख्या:

(a) सही है: हवा के कारण क्षैतिज त्वरण और गुरुत्वीय ऊर्ध्वाधर त्वरण के कारण, गेंद एक सीधी रेखा में चलती है।

(b) गलत है: एक साथ क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर त्वरण गेंद के मार्ग को सीधा बनाते हैं।

(c) सही है: जमीन तक पहुँचने का समय केवल ऊर्ध्वाधर गति पर निर्भर करता है। समीकरण h = (1/2) g t2 का उपयोग करने पर:

98 = (1/2) × 9.8 × t2

t2 = 20

t = √20 ≈ 4.47 सेकंड

(d) सही है: क्योंकि गेंद गिरने के दौरान क्षैतिज रूप से चलती है, इसलिए उसके द्वारा तय की गई कुल दूरी 98 मीटर की ऊर्ध्वाधर ऊँचाई से अधिक है।

अंतिम उत्तर: (a), (c), (d)

Motion in Two and Three Dimensions Question 3:

प्रक्षेप्य की गति के संबंध में सही कथन का चयन करें:

(a) प्रक्षेप्य अपने पथ के सभी बिंदुओं पर एकसमान त्वरण से गुजरता है।

(b) प्रक्षेप्य शिखर को छोड़कर एकसमान त्वरित होता है, जहाँ यह नियत वेग से चलता है।

(c) प्रक्षेप्य का त्वरण कभी भी इसके वेग के लंबवत नहीं होता है।

(d) उपरोक्त में से कोई नहीं।

  1. a
  2. b
  3. c
  4. d

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : a

Motion in Two and Three Dimensions Question 3 Detailed Solution

व्याख्या:

सही उत्तर (a) है।

  • प्रक्षेप्य गति में, वस्तु पर कार्य करने वाला एकमात्र बल (वायु प्रतिरोध की उपेक्षा करते हुए) गुरुत्वाकर्षण बल है, जो नीचे की ओर एक नियत त्वरण का कारण बनता है।
  • यह त्वरण परिमाण और दिशा (ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर) दोनों में गति के दौरान, उच्चतम बिंदु पर भी नियत रहता है।
  • उच्चतम बिंदु पर, वेग का ऊर्ध्वाधर घटक शून्य हो जाता है, लेकिन क्षैतिज वेग नियत रहता है। हालाँकि, गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण अभी भी नीचे की ओर कार्य कर रहा है।
  • विकल्प (b) गलत है क्योंकि उच्चतम बिंदु पर भी त्वरण मौजूद है, हालाँकि ऊर्ध्वाधर वेग क्षणिक रूप से शून्य है।
  • विकल्प (c) गलत है क्योंकि गुरुत्वीय त्वरण हमेशा ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर होता है और तात्क्षणिक वेग के लंबवत हो सकता है, जैसे कि उच्चतम बिंदु पर जहाँ वेग विशुद्ध रूप से क्षैतिज होता है।
  • इसलिए, विकल्प (a) सही उत्तर है।

अंतिम उत्तर: (a)

Motion in Two and Three Dimensions Question 4:

एक लड़का द्रव्यमान M और त्रिज्या R की एक वृत्ताकार चूड़ी (वलय) को एक छड़ी पर घुमाता है। जिस बिन्दु पर छुरी और छड़ी संपर्क में हैं, उसके द्वारा तय किये गये पथ की त्रिज्या r है। चूड़ी छड़ी पर बिना फिसले लुढ़कती है, और छुरी और छड़ी के बीच घर्षण गुणांक μ है, गुरुत्वीय त्वरण g है।

चूड़ी को छड़ी से न गिराने के लिए छड़ी को घुमाने की न्यूनतम आवृत्ति क्या होनी चाहिए? मान लें कि r << R है।

  1. μg / R
  2. μg / 2R
  3. √(μg / R)
  4. √(g / R)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : √(μg / R)

Motion in Two and Three Dimensions Question 4 Detailed Solution

गणना:

न्यूनतम कोणीय वेग ωmin ज्ञात करने के लिए, हमें बलों का विश्लेषण करने और क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों दिशाओं में न्यूटन के दूसरे नियम को लागू करने की आवश्यकता है। क्षैतिज दिशा के लिए समीकरण है:

f cos(β ) - N sin(β ) = M ×  g

ऊर्ध्वाधर दिशा के लिए समीकरण है:

N cos(β ) + f sin(β ) = M × ω² × (R - r) cos(α )

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अब, घर्षण बल f अपना अधिकतम सीमित मान तब प्राप्त करता है जब f = μN है। इसे उपरोक्त समीकरणों में प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है:

ωmin = √((cos(β ) + sin(β )) × g / (cos(β ) - sin(β )) × (R - r))

इस प्रकार, α और β =0 के लिए ω का न्यूनतम मान r<< R पर होगा: ωmin = √(μg / R)

Motion in Two and Three Dimensions Question 5:

एक सरल लोलक में m द्रव्यमान का एक गोलक है जो 40° के कोणीय आयाम के साथ दोलन करता है। जब लोलक का कोणीय विस्थापन 20° है, तो डोरी में तनाव है

  1. तनाव हमेशा दोलन में किसी भी बिंदु पर mg cos(20°) के बराबर होता है।
  2. तनाव mg cos(20°) से अधिक है क्योंकि गोलक को वृत्ताकार गति में बनाए रखने के लिए आवश्यक अभिकेंद्री बल को ध्यान में नहीं रखा गया है।
  3. तनाव mg cos(20°) से अधिक है क्योंकि 20° विस्थापन पर गोलक की गति अधिक है।
  4. जैसे ही लोलक दोलन करता है, तनाव mg cos(20°) से कम होता है।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : तनाव mg cos(20°) से अधिक है क्योंकि गोलक को वृत्ताकार गति में बनाए रखने के लिए आवश्यक अभिकेंद्री बल को ध्यान में नहीं रखा गया है।

Motion in Two and Three Dimensions Question 5 Detailed Solution

व्याख्या:

लोलक के गोलक पर कार्य करने वाले बल इसके भार mg और डोरी में तनाव T हैं।

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20° के कोणीय विस्थापन पर, तनाव को गति की दिशा के साथ गुरुत्वाकर्षण के घटक और गोलक को वृत्ताकार गति में बनाए रखने के लिए आवश्यक अभिकेंद्र बल दोनों को संतुलित करना चाहिए।

बलों के लिए समीकरण है:

T - mg cos(20°) = m v² / r

यहाँ, v, 20° पर गोलक की गति है और r डोरी की लंबाई है। चूँकि तनाव अभिकेंद्री बल भी प्रदान करता है, इसलिए, इस अतिरिक्त बल के लिए यह mg cos(20°) से अधिक होना चाहिए।

इस प्रकार, सही उत्तर (B) है।

Top Motion in Two and Three Dimensions MCQ Objective Questions

किरण 90 मीटर लंबे पूल में तैरती है। वह दो मिनट में दो बार एक छोर से दूसरे छोर तक जाती है और उसी सीधे रास्ते से वापस आती है और 360 मीटर की दूरी तय करती है। किरण का औसत वेग ज्ञात कीजिए।

  1. 4 ms-1
  2. 5 ms-1
  3. 3 ms-1
  4. 0 ms-1

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 0 ms-1

Motion in Two and Three Dimensions Question 6 Detailed Solution

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दिया गया है,

किरण 360 मीटर की दूरी तय करने में लगने वाला समय = 2 मिनट 

अवधारणा:

औसत चाल  = कुल दूरी/केएल समय 

औसत वेग  = विस्थापन/लिया गया समय 

जहां , विस्थापन= प्रारंभिक और परिष्करण बिंदु के बीच की दूरी

 

गणना:

∵ किरण एक छोर से दूसरे छोर तक तैरती है और उसी शुरुआती बिंदु पर लौट आती है।

⇒ विस्थापन = 90 – 90 + 90 – 90 = 0 मीटर 

1 मिनट= 60 सेकेंड

∴ किरण की औसत वेग = 0/120 = 0 ms-1

4 मीटर/सेकेंड2 के त्वरण के कारण एक निश्चित अवधि में एक वस्तु का वेग 10 मीटर/सेकेंड से 30 मीटर/सेकेंड तक बढ़ जाता है। उस अवधि में वस्तु का विस्थापन (मीटर में) ज्ञात कीजिये।

  1. 200
  2. 250
  3. 100
  4. 125

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 100

Motion in Two and Three Dimensions Question 7 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • गति का समीकरण: किसी गतिशील वस्तु पर कार्य करनेवाले बल पर विचार किए बिना किसी गतिशील वस्तु के अंतिम वेग, विस्थापन, समय आदि को खोजने के लिए प्रयुक्त गणितीय समीकरणों को गति के समीकरण कहा जाता है।
  • ये समीकरण केवल तभी मान्य होते हैं जब निकाय का त्वरण स्थिर होता है और वे एक सीधी रेखा पर चलते हैं।

गति के तीन समीकरण होते हैं:

V = u + at

V2 = u2 + 2 a S

S=ut+12at2

जहाँ, V = अंतिम वेग, u = प्रारंभिक वेग, s = गति के तहत निकाय द्वारा तय की गई दूरी, a = गति के तहत निकाय का एक त्वरण और गति के तहत निकाय द्वारा लिया गया समय = t

व्याख्या

v = 30 मीटर/सेकेंड, u = 10 मीटर/सेकेंड, a = 4 मीटर/सेकेंड2

हम जानते हैं कि,

⇒ v2 = u2 + 2aS

⇒ 2aS = v2 – u2

⇒ 2 × 4 × S = 900 - 100

⇒ 8S = 800

​⇒ S = 800/8 = 100 मीटर

एक गेंद को 240 मीटर ऊंची मीनार से 40 m/s की गति से ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर फेंका जाता है। यदि g को 10 m/s2 लिया जाता है तो गेंद द्वारा जमीन तक पहुंचने में लगने वाला समय कितना होगा?

  1. 8 सेकंड
  2. 4 सेकंड
  3. 10 सेकंड
  4. 12 सेकंड

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 12 सेकंड

Motion in Two and Three Dimensions Question 8 Detailed Solution

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अवधारणा:

शुद्धगतिकी के समीकरण:

  • शुद्धगतिकी के समीकरणएकसमान त्वरण के साथ गतिमान कण के लिए u, v, a, t और s के बीच के विभिन्न संबंध निम्न अनुसार हैं, जहां इस प्रकार संकेतों का उपयोग किया जाता है:
  • गति के समीकरणों को इस रूप में लिखा जा सकता है

⇒ V = U + at

s=Ut+12at2

⇒ V2 = U2 + 2as

जहां, U = आरंभिक वेग, V = अंतिम वेग, g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण, t = समय, और = ऊँचाई /तय की गई दूरी

वेग:

  • कण के वेग को उसके विस्थापन के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है और इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है-

v=dxdt

त्वरण:

  •  कण के त्वरण को इसके वेग के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है और इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है-

a=dvdt

गणना :

दिया गया है:

एक गेंद को 240 मीटर ऊंची मीनार से 40 m/s की गति से ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर फेंका जाता है।

मीनार की ऊँचाई = - 240 m

गुरुत्वीय त्वरण (a) = - 10 m/s2

F2 Savita Defence 22-8-22 D1

गति के दूसरे समीकरण द्वारा,

s=Ut+12at2

उपर दिए गए समीकरण में u, s, और a के' मान रखने पर

हमें प्राप्त होता है,

240=(40×t)+(12×10×t2)

⇒ - 240 = 40t - 5t2

  • यहाँ, गेंद धनात्मक मानते हुए बिंदु B से C तक ऊपर की ओर जा रही है और ऋणात्मक मानते हुए बिंदु C से D तक नीचे की दिशा में वापस आती है। इसलिए, BC = -CD के कारण BC और CD  दोनों दूरी को रद्द करें। फिर से गेंद ऋणात्मक कहते हुए बिंदु D से E तक नीचे की दिशा में वापस आती है। इसलिए, गेंद द्वारा तय की गई कुल दूरी -240 मीटर है।
  • जब गेंद गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ ऊपर की ओर जाती है, तो विस्थापन को धनात्मक माना जाता है और गुरुत्वाकर्षण ऋणात्मक होता है। अब, जब गेंद नीचे आती है, तो विस्थापन को ऋणात्मक माना जाता है और गुरुत्वाकर्षण धनात्मक होता है।

⇒ 5t2 - 40t - 240 = 0

⇒ t2 - 8t - 48 = 0

हल करने पर,

हम t = 12 sec और t = - 4 sec प्राप्त करते हैं, समय का धनात्मक मूल्य लेते हुए

⇒ t = 12 sec

Alternate Method

गणना​:

दिया गया है:

गेंद को 40 मीटर/सेकंड की गति (ui) के साथ लंबवत रूप से ऊपर फेंका जाता है।

टावर की ऊँचाई (s) = 240 m

गुरुत्वाकर्षण त्वरण (a) = 10 m/s2

जब गेंद टॉवर के ऊपर से फेंकती है, तो यह बिंदु B से E तक की दूरी तय करेगी, अर्थात

BE = BC + CD + DE

विस्थापन BE के लिए आवश्यक कुल समय होगा T = t1 + t2

जहाँ, t1  BC + CD के लिए समय और t2 =  DE के लिए से

दूरी BC + CD के लिए आवश्यक समय 

t1=2uig

t1=2×4010

t1 = 8 sec

दूरी DE के लिए आवश्यक समय:

गेंद द्वारा तय की गई दूरी 240 मीटर है जिसमें 40 मीटर/सेकंड का वेग है जिसमें गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण 10 मीटर/सेकंड2 है।

s=ut+12at2

240=40×t2+1210×t22

240=40t2+5t22

5t22+40t2240=0

t2 = 4 sec

इसलिए, विस्थापन के लिए आवश्यक कुल समय, T = t1 + t2

T = 8 + 4 = 12 sec

अधिकतम ऊँचाई पर एक प्रक्षेप्य की गति उसकी प्रारंभिक गति की आधी होती है। प्रक्षेपण का कोण क्या है?

  1. 60º
  2. 15º
  3. 30° 
  4. 45° 

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 60º

Motion in Two and Three Dimensions Question 9 Detailed Solution

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अवधारणा :

  • प्रक्षेपण का कोण: किसी क्षैतिज तल से किसी निकाय के प्रारंभिक वेग के बीच का वह कोण जिससे निकाय फेंका जाता है, प्रक्षेपण के कोण के रूप में जाना जाता है।
    • प्रक्षेपण का कोण जिसके लिए प्रक्षेप्य की अधिकतम ऊंचाई क्षैतिज सीमा के बराबर है, को निर्धारित करना होगा।
    • एक शरीर को दो तरीकों से पेश किया जा सकता है:
      1. क्षैतिज प्रक्षेपण- जब निकाय को केवल क्षैतिज दिशा में एक प्रारंभिक वेग दिया जाता है।
      2. कोणीय प्रक्षेपण- जब निकाय को क्षैतिज दिशा में कोण पर प्रारंभिक वेग के साथ फेंका जाता है।
  • प्रक्षेप्य की अधिकतम ऊंचाई: यह तब होता है जब प्रक्षेप्य शून्य ऊर्ध्वाधर वेग तक पहुंचता है जिसे अधिकतम ऊंचाई कहा जाता है।
    • इस बिंदु से, वेग सदिश का ऊर्ध्वाधर घटक नीचे की ओर इंगित करेगा।
    • प्रक्षेप्य के क्षैतिज विस्थापन को प्रक्षेप्य की सीमा कहा जाता है और वस्तु के प्रारंभिक वेग पर निर्भर करता है।

सूत्र:

H=VO2Sin2θ2g

जहाँ, H अधिकतम ऊँचाई है, vo = प्रारंभिक वेग, g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण, θ = क्षैतिज समतल (रेडियन या डिग्री) से प्रारंभिक वेग का कोण है।

गणना :

दिया है कि, v = u / 2

F2 J.K Madhu 04.05.20  D3

अधिकतम ऊंचाई पर, ऊर्ध्वाधर वेग घटक समाप्त हो जाता है और केवल क्षैतिज घटक मौजूद होता है

माना कि v अधिकतम ऊंचाई H पर प्रक्षेप्य का वेग है

v = ucosθ

दी गई समस्या के अनुसार, v = u / 2

u2=ucosθcosθ=12

θ = 60° 

सही विकल्प 60 ° है।

एक पिंड जिसका द्रव्यमान 'm' है, एकसमान रूप से 'r' त्रिज्या के एक वृत्त में घूम रहा है। पिंड पर अभिकेंद्री बल क्या होगा?

  1. mv2r
  2. mv2r2
  3. mvr2
  4. mvr

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : mv2r

Motion in Two and Three Dimensions Question 10 Detailed Solution

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व्याख्या:

अभिकेंद्री बल: यह पिंड को एक समान रूप से एक वृत्तीय गति में गति करने के लिए आवश्यक बल है। यह बल त्रिज्या अनुरूप और वृत्त के केंद्र की ओर कार्य करता है।

  • जब कोई पिंड किसी वृत्त में गति करता है, तो किसी भी क्षण पर इसकी गति की दिशा वृत्त की स्पर्शरेखा के अनुरूप होती है। लेकिन न्यूटन के गति के पहले नियम के अनुसार कोई भी पिंड अपनी दिशा को स्वयं नही बदल सकता है, इसके लिए एक बाह्य बल की आवश्यकता होती है। यह बाह्य बल अभिकेंद्री बल है

F1 J.S 6.6.20 Pallavi D1

CentripetalForce(F)=mv2r[m=mass,v=velocity,r=radius]

F1 J.S 6.6.20 Pallavi D2

  • सड़क की सतह के साथ वृत्तीय गति के लिए आवश्यक अभिकेंद्री बल मोड़ के केंद्र की ओर लगता है। टायर और सड़क के बीच स्थैतिक घर्षण आवश्यक अभिकेंद्री बल प्रदान करता है।

एक कार एक वृत्तीय गति में यात्रा करती है निम्नलिखित में से कौनसा कथन सत्य है?

  1. कार द्वारा तय की गई दूरी सदैव कार के विस्थापन से कम होगी।
  2. कार द्वारा तय की गई दूरी सदैव कार के विस्थापन से अधिक होगी।
  3. कार द्वारा तय की गई दूरी सदैव कार के विस्थापन के बराबर होगी।
  4. विस्थापन शून्य होने पर कार द्वारा तय की गई दूरी शून्य होगी।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : कार द्वारा तय की गई दूरी सदैव कार के विस्थापन से अधिक होगी।

Motion in Two and Three Dimensions Question 11 Detailed Solution

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व्याख्या:

दूरी: 

  • इसे एक पिंड द्वारा तय किये गए पथ की लम्बाई कहा जाता है।
  • यह एक अदिश राशि है।
  • इसका मान ऋणात्मक नहीं हो सकता है।
  • यह वृत्तीय गति में अशून्य होता है।

​विस्थापन

  • यह कण की प्रारंभिक और अंतिम स्थिति के बीच की न्यूनतम दूरी है।
  • यह एक सदिश राशि है।
  • यह घनात्मक, ऋणात्मक और शून्य हो सकता है।
  • यह वृत्तीय गति में शून्य होता है।

F1 Pritesh.K 21-01-21 Savita D2

जब एक वस्तु बिना दिशा बदले एक सीधी रेखा में गति करती है तो दूरी और विस्थापन का परिमाण बराबर होगा।

  • जब एक वस्तु गति के दौरान अपनी दिशा बदलती है तो उसके पथ की लम्बाई प्रारंभिक और अंतिम स्थिति के बीच की दूरी की तुलना में अधिक हो जाती है, इसलिए इस स्थिति में दूरी का परिमाण विस्थापन से अधिक हो जाता है।
  • अतः, दूरी सदैव विस्थापन से अधिक या उसके बराबर होगी।

विस्थापन x और समय t के बीच संबंध x = 2 – 5t + 6t2 है, प्रारंभिक वेग क्या होगा ?

  1. -3 m/s
  2. 12 m/s
  3. 2 m/s
  4. – 5 m/s

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : – 5 m/s

Motion in Two and Three Dimensions Question 12 Detailed Solution

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सही उत्तर विकल्प 4 है अर्थात – 5 m/s.

अवधारणा:

  • वेग (v): विस्थापन में परिवर्तन की दर को वेग कहा जाता है।
  • त्वरण (a): वेग में परिवर्तन की दर को त्वरण कहा जाता है।

मान लीजिये एक कण का विस्थापन x है।

वेग, v dxdt
त्वरण, a dvdt

गणना:

दिया गया है:

 x = 2 – 5t + 6t2

वेग, v = dxdt=d(25t+6t2)dt= -5 + 12t

प्रारंभिक वेग निकाय का वेग है जब समय अंतराल शून्य होता है या जब निकाय अपनी गति आरंभ करता है।

∴ t = 0 पर , प्रारंभिक वेग, v = - 5 + 12(0) = - 5 m/s

दो कणों को समान गति u से एक ही बिंदु से इस प्रकार प्रक्षेपित किया जाता है कि उनके परास R समान हैं, लेकिन भिन्न अधिकतम ऊँचाई, h1 और h2 है। निम्न में से कौन सा सही है?

  1. R2 = 4h1h2
  2. R2 = 16h1h2
  3. R2 = 2h1h2
  4. R2 = h1h2

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : R2 = 16h1h2

Motion in Two and Three Dimensions Question 13 Detailed Solution

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अवधारणा:

क्षैतिज परास में प्रक्षेप्य का कोण, क्षैतिज दूरी में अधिकतम अंतराल होता है।

R=u2sin2θg

प्रक्षेप्य द्वारा तय किए गए अधिकतम ऊर्ध्वाधर अंतराल की ऊँचाई।

h=v2sin2θ2g

गणना:

दो कणों को एक ही बिंदु से समान गति से, समान परास और भिन्न ऊँचाई में प्रक्षेपित किया जाता है।

माना दोनों कण p1 और p2 हैं।

तो, कण p1 के प्रक्षेप्य का कोण θ है और कण p2 का 90 - θ है

प्रक्षेप्य गति का परास निम्न सूत्र द्वारा दिया जाता है:

R=u2sin2θg

∵ [sin 2θ = 2 sin θ cos θ]

R=2u2sinθcosθg

प्रक्षेप्य गति की ऊँचाई निम्न सूत्र द्वारा दिया जाती है:

h=v2sin2θ2g

कण p1: (गति ‘u’)

अब, कण p1 की प्रक्षेप्य गति का परास है:

R1=2u2sinθcosθg

अब, कण p1 की प्रक्षेप्य गति की ऊँचाई है:

h1=u2sin2θ2g

2h1=u2sin2θg (1)

कण p2: (गति ‘u’)

अब, कण pकी प्रक्षेप्य गति का परास है:

R2=2u2sinθcosθg

अब, कण pकी प्रक्षेप्य गति की ऊँचाई है:

h2=u2sin2(90θ)2g

h2=u2cos2θ2g

2h2=u2cos2θg ---- (2)

दोनों कणों का परास समान है।

अब, विकल्पों से, R2, h1 और h2 से संबंधित है।

इसलिए,

R2=4u4sin2θcos2θg2

R2=4(u2sin2θg)×(u2cos2θg)

उपर्युक्त समीकरण में समीकरण (1) और (2) प्रतिस्थापित करने पर,

⇒ R= 4(2h1)(2h2)

∴ R= 16h1 h2

यदि एक प्रक्षेप्य वेग v के साथ फेंका जाता है और x-अक्ष के साथ θ एक कोण बनाता है तो अधिकतम ऊँचाई प्राप्त करने के लिए लिया गया समय किस सूत्र द्वारा ज्ञात किया जाता है?

  1. t= vsinθ/g
  2. t= v²sinθ/g
  3. t= v²sin²θ/g
  4. t= vsin²θ/g

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : t= vsinθ/g

Motion in Two and Three Dimensions Question 14 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • प्रक्षेप्य गति

F2 J.K Madhu 04.05.20  D3

  • प्रक्षेप्य गति केवल गुरुत्वीय त्वरण के अधीन हवा में प्रक्षेपित निकाय की गति है। निकाय को प्रक्षेप्य कहा जाता है और इसके मार्ग को उसका प्रक्षेप पथ कहा जाता है।

    • प्रारंभिक वेग: प्रारंभिक वेग x घटकों और y घटकों के रूप में दिया जा सकता है।

ux = u cosθ

uy = u sinθ

जहां u प्रारंभिक वेग परिमाण है और θ प्रक्षेप्य कोण को संदर्भित करता है ।

व्याख्या:

  • अधिकतम ऊंचाई तक पहुंचने के लिए लिया गया समय: यह उड़ान के कुल समय का आधा है।

T1/2=vsinθg

जहां T1/2 = प्रक्षेप्य द्वारा अधिकतम ऊंचाई तक पहुंचने में लगने वाला समय, g=गुरुत्वीय त्वरण और v = वेग

important points

  • उड़ान का समय: प्रक्षेप्य गति की उड़ान का समय, वह समय है जब निकाय को सतह तक पहुंचने के समय तक प्रक्षेपित किया जाता है।

T=2vsinθg

जहां T प्रक्षेप्य द्वारा लिया गया कुल समय है, g गुरुत्वीय त्वरण है।

  • परास: गति का परास स्थिति y = 0 द्वारा तय किया जाता है। 

R=v2sin2θg

जहां R प्रक्षेप्य द्वारा तय की गई कुल दूरी है।

  • अधिकतम ऊंचाई: यह प्रक्षेपण के बिंदु से अधिकतम ऊंचाई है, जहां तक एक प्रक्षेप्य पहुंच सकता है
  • अधिकतम ऊंचाई की गणितीय अभिव्यक्ति है

H=v2sin2θ2g

एक वृताकार गति में - 

  1. दिशा परिवर्तित होती है। 
  2. वेग परिवर्तित होता है। 
  3. अभिकेंद्री बल कार्य करता है। 
  4. उपरोक्त सभी

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : उपरोक्त सभी

Motion in Two and Three Dimensions Question 15 Detailed Solution

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सही उत्तर विकल्प 4 है अर्थात उपरोक्त सभी

अवधारणा:

  • वृताकार गति: वृत्ताकार पथ पर किसी वस्तु की गति को वृताकार गति कहते हैं।
  • अभिकेंद्री बल: यह एक वृत्ताकार गति के पथ से गुजरने वाली वस्तु पर कार्य करने वाला एक शुद्ध बल है, इस प्रकार कि बल वक्रता के केंद्र की ओर एक दिशा में कार्य करता है।

F1 J.K 2.6.20 Pallavi D1

व्याख्या:

  • एक वृत्त को एक ऐसा बहुभुज माना जाता है जिसकी अनंत भुजाएँ इस प्रकार हों कि प्रत्येक भुजा एक बिंदु के सन्निकट हो।
  • अतः वृत्ताकार पथ पर गतिमान वस्तु की दिशा में प्रत्येक बिंदु पर परिवर्तन होता है।
  • चूँकि दिशा हर बिंदु पर बदलती है, तो वेग हर बिंदु पर बदलता है।
  • इसके अलावा, एक अभिकेंद्री बल हमेशा किसी वस्तु पर वृत्ताकार गति के अधीन कार्य करता है क्योंकि यह वह बल है जो एक पिंड को एक वक्र पथ में रखता है।
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