ചലന നിയമങ്ങൾ
പ്രധാന ആശയങ്ങൾ
| # | ആശയം | വിശദീകരണം |
|---|---|---|
| 1 | ന്യൂട്ടന്റെ ഒന്നാം നിയമം (ജഡത്വം) | ഒരു പുറം ബലം പ്രവർത്തിക്കാത്തിടത്തോളം ഒരു വസ്തു നിശ്ചലാവസ്ഥയിലോ സമചലനത്തിലോ തുടരുന്നു. |
| 2 | ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാം നിയമം | F = ma; ത്വരണം ∝ അറ്റ ബലം, പിണ്ഡത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിൽ. |
| 3 | ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം നിയമം | എല്ലാ പ്രവൃത്തിക്കും തുല്യവും വിപരീതവുമായ പ്രതിപ്രവൃത്തി വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. |
| 4 | ആക്കം (p) | p = mv; സദിശ അളവ്; ഒറ്റപ്പെട്ട വ്യവസ്ഥയിൽ സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. |
| 5 | ആക്കക്കുതിച്ച് (J) | J = FΔt = Δp; ചെറിയ സമയത്തേക്ക് പ്രവർത്തിക്കുന്ന വലിയ ബലം. |
| 6 | ആക്ക സംരക്ഷണം | കൂട്ടിയിടിക്ക് മുമ്പുള്ള ആകെ ആക്കം = കൂട്ടിയിടിക്ക് ശേഷമുള്ള ആകെ ആക്കം (പുറം ബലം ഇല്ലെങ്കിൽ). |
| 7 | പിൻതിരിച്ചുള്ള വേഗത | തോക്ക്-ബുള്ളറ്റ് വ്യവസ്ഥ: 0 = mgvg + mbvb ⇒ vg = –(mb/mg)vb. |
| 8 | ഘർഷണ തരങ്ങൾ | സ്ഥിത ഘർഷണം > പരിമിത ഘർഷണം > ഗതിക ഘർഷണം; എപ്പോഴും ആപേക്ഷിക ചലനത്തെ എതിർക്കുന്നു. |
15 പരിശീലന ബഹുവികൽപ്പ ചോദ്യങ്ങൾ
-
2 കിലോഗ്രാം കല്ലും 10 കിലോഗ്രാം ബെഞ്ചും നിശ്ചലാവസ്ഥയിലാണ്. ചലനം ആരംഭിക്കാൻ ഏതിന് കൂടുതൽ ബലം വേണം? A. കല്ല്
B. ബെഞ്ച്
C. തുല്യം
D. പ്രതലത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: F = ma; ഒരേ a യ്ക്ക് F ∝ m.
ഷോർട്ട്കട്ട്: ഭാരം കൂടുതൽ ⇒ ജഡത്വം കൂടുതൽ ⇒ ബലം കൂടുതൽ.
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-I -
0.05 കിലോഗ്രാം ബുള്ളറ്റ് 5 കിലോഗ്രാം റൈഫിളിൽ നിന്ന് 400 മീ/സെ വേഗതയിൽ പുറത്തുവരുന്നു. റൈഫിളിന്റെ പിൻതിരിച്ചുള്ള വേഗത ഏകദേശം A. 4 മീ/സെ
B. 0.4 മീ/സെ
C. 40 മീ/സെ
D. 0.04 മീ/സെ
ഉത്തരം: A
പരിഹാരം: 0 = 5v + 0.05×400 ⇒ v = –4 മീ/സെ (പരിമാണം 4).
ഷോർട്ട്കട്ട്: vrecoil = (mbullet/mgun) vbullet.
ടാഗ്: ആക്ക സംരക്ഷണം -
500 ഗ്രാം പന്തിന്റെ പ്രവേഗം 10 മീ/സെ കിഴക്ക് എന്നതിൽ നിന്ന് 15 മീ/സെ പടിഞ്ഞാറ് ആയി 0.01 സെക്കൻഡിൽ മാറുന്നു. ശരാശരി ബലം A. 250 N
B. 500 N
C. 1250 N
D. 2500 N
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: Δv = –15 –10 = –25 മീ/സെ; Δp = 0.5×(–25)= –12.5 കിലോഗ്രാം·മീ/സെ; F = Δp/Δt = –12.5/0.01 = –1250 N (പരിമാണം 1250 N).
ഷോർട്ട്കട്ട്: F = 2mv/Δt ദിശ വിപരീതമാകുമ്പോൾ.
ടാഗ്: ആക്കക്കുതിച്ച് -
വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു കാർ പെട്ടെന്ന് നിറുത്തുമ്പോൾ, യാത്രക്കാർ മുന്നോട്ട് ചാഞ്ഞുവീഴുന്നത് ഇതിനാലാണ് A. ചലനത്തിന്റെ ജഡത്വം
B. നിശ്ചലാവസ്ഥയുടെ ജഡത്വം
C. ഘർഷണം
D. ഗുരുത്വാകർഷണം
ഉത്തരം: A
പരിഹാരം: വസ്തു അതിന്റെ ചലനാവസ്ഥ നിലനിർത്താൻ ശ്രമിക്കുന്നു.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “മുന്നോട്ട് ചാഞ്ഞുവീഴൽ” ⇒ ചലന ജഡത്വം.
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-I -
ഒരു ക്രിക്കറ്റ് പന്തിനെ 2 മീറ്റർ ഒരു സ്ഥിരമായ 20 N ബലം കൊണ്ട് തള്ളുന്നു. ചെയ്ത പ്രവൃത്തി A. 10 J
B. 20 J
C. 40 J
D. 400 J
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: W = Fs = 20×2 = 40 J.
ഷോർട്ട്കട്ട്: W = F × ദൂരം (ബലം ∥ സ്ഥാനാന്തരം ആയിരിക്കുമ്പോൾ).
ടാഗ്: പ്രവൃത്തി-ഊർജ്ജം -
പ്രവൃത്തി-പ്രതിപ്രവൃത്തി ബലങ്ങൾ A. ഒരേ വസ്തുവിൽ പരസ്പരം റദ്ദാക്കുന്നു
B. വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു
C. എപ്പോഴും ലംബമാണ്
D. അസമമായിരിക്കാം
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: ന്യൂട്ടൻ-III ജോഡികൾ പരസ്പരം പ്രവർത്തിക്കുന്ന രണ്ട് വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കൾ” ⇒ ഒരിക്കലും റദ്ദാക്കില്ല.
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-III -
4 കിലോഗ്രാം വസ്തു 3 മീ/സെ² ത്വരണത്തോടെ ത്വരണം പ്രാപിക്കുന്നു. അറ്റ ബലം A. 7 N
B. 12 N
C. 1.33 N
D. 0.75 N
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: F = ma = 4×3 = 12 N.
ഷോർട്ട്കട്ട്: F = ma (നേരിട്ടുള്ള ഗുണനം).
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-II -
20 ഗ്രാം ബുള്ളറ്റ് 300 മീ/സെ വേഗതയിൽ ചുവരിൽ തട്ടി 0.1 സെക്കൻഡിൽ നിറുത്തുന്നു. ശരാശരി പ്രതിരോധ ബലം A. 30 N
B. 60 N
C. 300 N
D. 600 N
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: Δp = 0.02×300 = 6 കിലോഗ്രാം·മീ/സെ; F = 6/0.1 = 60 N.
ഷോർട്ട്കട്ട്: F = mv/t (ഗ്രാം→കിലോഗ്രാം!).
ടാഗ്: ആക്കക്കുതിച്ച് -
രണ്ട് ഐസ് സ്കേറ്ററുകാർ പരസ്പരം തള്ളുന്നു; 60 കിലോഗ്രാം 2 മീ/സെ ഇടത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നു, 40 കിലോഗ്രാം വലത്തേക്ക് ഈ വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു A. 2 മീ/സെ
B. 3 മീ/സെ
C. 4 മീ/സെ
D. 5 മീ/സെ
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: 0 = 60×2 – 40v ⇒ v = 3 മീ/സെ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: v2 = (m1/m2)v1.
ടാഗ്: ആക്ക സംരക്ഷണം -
ഒരു കുതിര ഒരു വണ്ടി വലിക്കുന്നു; വണ്ടി കുതിരയെ തുല്യ ബലം കൊണ്ട് വലിക്കുന്നു. സിസ്റ്റം എന്തുകൊണ്ട് നീങ്ങുന്നു? A. ബലങ്ങൾ റദ്ദാക്കുന്നു
B. ബലങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു
C. ഘർഷണമില്ലാത്ത നിലം
D. കുതിര ഭാരം കൂടുതൽ
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: വണ്ടിയിലെ മുന്നോട്ടുള്ള ബലം > വണ്ടിയിലെ നിലത്തിന്റെ ഘർഷണം.
ഷോർട്ട്കട്ട്: ജോഡി വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ ചലനം.
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-III -
1000 കിലോഗ്രാം കാർ 20 മീ/സെ വേഗതയിൽ നിന്ന് 4 സെക്കൻഡിൽ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലേക്ക് വേഗത കുറയ്ക്കുന്നു. ബ്രേക്കിംഗ് ബലം A. 2000 N
B. 4000 N
C. 5000 N
D. 8000 N
ഉത്തരം: C
പരിഹാരം: a = (0–20)/4 = –5 മീ/സെ²; F = 1000×5 = 5000 N.
ഷോർട്ട്കട്ട്: F = m(Δv/t).
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-II -
മുകളിലേക്ക് എറിയുന്ന ഒരു പന്തിന് ഉയർന്ന പോയിന്റിൽ ഉണ്ട് A. പൂജ്യം പ്രവേഗം, പൂജ്യം ത്വരണം
B. പൂജ്യം പ്രവേഗം, ത്വരണം g താഴേക്ക്
C. പൂജ്യമല്ലാത്ത പ്രവേഗം, പൂജ്യം ത്വരണം
D. പൂജ്യമല്ലാത്ത പ്രവേഗം, പൂജ്യമല്ലാത്ത ത്വരണം
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: v = 0, a = g = 9.8 മീ/സെ² താഴേക്ക്.
ഷോർട്ട്കട്ട്: ഉച്ചസ്ഥാനത്ത്, v = 0 എന്നാൽ ഗുരുത്വാകർഷണം ഇപ്പോഴും വലിക്കുന്നു.
ടാഗ്: സ്വതന്ത്ര വീഴ്ച -
2 കിലോഗ്രാം & 3 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡങ്ങൾ കൂട്ടിയിടിച്ച് ഒട്ടിച്ചേരുന്നു. പ്രാരംഭ ആക്കങ്ങൾ 6 കിലോഗ്രാം·മീ/സെ & 4 കിലോഗ്രാം·മീ/സെ ഒരേ ദിശയിൽ. അന്തിമ വേഗത A. 1 മീ/സെ
B. 2 മീ/സെ
C. 3 മീ/സെ
D. 4 മീ/സെ
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: ptotal = 6 + 4 = 10 കിലോഗ്രാം·മീ/സെ; mtotal = 5 കിലോഗ്രാം; v = 10/5 = 2 മീ/സെ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: v = (p1+p2)/(m1+m2).
ടാഗ്: അസ്ഥിര സംഘട്ടനം -
വിഭവങ്ങളെ തടസ്സപ്പെടുത്താതെ പട്ടിക-തുണി പെട്ടെന്ന് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത് A. നിശ്ചലാവസ്ഥയുടെ ജഡത്വം
B. ചലനത്തിന്റെ ജഡത്വം
C. ഗുരുത്വാകർഷണം
D. ഘർഷണം
ഉത്തരം: A
പരിഹാരം: വിഭവങ്ങൾ നിശ്ചലാവസ്ഥയിൽ തുടരാൻ ശ്രമിക്കുന്നു.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “വിഭവങ്ങൾ നീങ്ങുന്നില്ല” ⇒ നിശ്ചല ജഡത്വം.
ടാഗ്: ന്യൂട്ടൻ-I -
50 ഗ്രാം ബുള്ളറ്റ് 200 മീ/സെ വേഗതയിൽ 950 ഗ്രാം നിശ്ചല ബ്ലോക്കിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. സംയോജിത പിണ്ഡത്തിന്റെ പ്രവേഗം A. 5 മീ/സെ
B. 10 മീ/സെ
C. 20 മീ/സെ
D. 40 മീ/സെ
ഉത്തരം: B
പരിഹാരം: 0.05×200 = (0.95+0.05)v ⇒ v = 10/1 = 10 മീ/സെ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: v = (mbullet/mtotal) vbullet.
ടാഗ്: അസ്ഥിര സംഘട്ടനം
വേഗതയുള്ള തന്ത്രങ്ങൾ
| സാഹചര്യം | ഷോർട്ട്കട്ട് | ഉദാഹരണം |
|---|---|---|
| പിൻതിരിച്ചുള്ള വേഗത | vgun = (mbullet/mgun) vbullet | 10 ഗ്രാം ബുള്ളറ്റ്, 5 കിലോഗ്രാം തോക്ക്, 400 മീ/സെ ⇒ vgun = 0.8 മീ/സെ |
| ആക്ക മാറ്റത്തിൽ നിന്നുള്ള ബലം | F = Δp /Δt; ദിശ വിപരീതമാകുമ്പോൾ Δp = 2mv | പന്ത് പ്രതികരിക്കുന്നു 0.1 കിലോഗ്രാം, 20 മീ/സെ, 0.01 സെ ⇒ F = 400 N |
| കൂട്ടിയിടി പ്രവേഗം (ഒട്ടിച്ചേരൽ) | vfinal = (m1v1+m2v2)/(m1+m2) | 2 കിലോഗ്രാം 3 മീ/സെ + 3 കിലോഗ്രാം 2 മീ/സെ ⇒ v = 2.4 മീ/സെ |
| നിറുത്താൻ വേഗത കുറയ്ക്കൽ | a = v²/(2s); F = ma | കാർ 20 മീ/സെ 40 മീറ്ററിൽ നിറുത്തുന്നു ⇒ a = 5 മീ/സെ² |
| ജഡത്വം വേഗത്തിലുള്ള പരിശോധന | ഭാരമേറിയ വസ്തു ⇒ അവസ്ഥ മാറ്റാൻ കൂടുതൽ ബലം | 10 കിലോഗ്രാം vs 1 കിലോഗ്രാം: ഒരേ a യ്ക്ക് 10× ബലം വേണം |
വേഗത്തിലുള്ള പുനരാലോചന
| പോയിന്റ് | വിശദാംശം |
|---|---|
| 1 | ന്യൂട്ടൻ-I: ജഡത്വം ∝ പിണ്ഡം. |
| 2 | ന്യൂട്ടൻ-II: സദിശ രൂപം F⃗ = ma⃗; a യുടെ ദിശ Fnet ന്റെ ദിശയിലാണ്. |
| 3 | ന്യൂട്ടൻ-III: ബലങ്ങൾ എപ്പോഴും വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ ജോഡികളായി വരുന്നു. |
| 4 | പുറം ബലം ഇല്ലെങ്കിൽ മാത്രമേ ആക്കം സംരക്ഷിക്കപ്പെടൂ. |
| 5 | ആക്കക്കുതിച്ച് = F-t ഗ്രാഫിന് കീഴിലുള്ള പ്രദേശം. |
| 6 | പിൻതിരിച്ചുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ: പ്രാരംഭ ആക്കം = 0. |
| 7 | തികച്ചും അസ്ഥിര സംഘട്ടനത്തിൽ, വസ്തുക്കൾ ഒട്ടിച്ചേരുന്നു; KE സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നില്ല. |
| 8 | സ്ഥിത ഘർഷണം ≤ μsN; ഗതിക ഘർഷണം = μkN (μs > μk). |
| 9 | ഒരേ ബലത്തിന്, ഭാരം കുറഞ്ഞ വസ്തുവിന് വലിയ ത്വരണം ലഭിക്കുന്നു. |
| 10 | ഫോർമുലകളിൽ പകരം വയ്ക്കുന്നതിന് മുമ്പ് എപ്പോഴും ഗ്രാം → കിലോഗ്രാം & സെന്റീമീറ്റർ → മീറ്റർ ആക്കുക. |