ଗତିର ନିୟମ
ମୁଖ୍ୟ ଧାରଣାଗୁଡ଼ିକ
| # | ଧାରଣା | ବ୍ୟାଖ୍ୟା |
|---|---|---|
| 1 | ନିଉଟନ୍ ର ପ୍ରଥମ ନିୟମ (ଜଡ଼ତା) | ଏକ ବସ୍ତୁ ବିଶ୍ରାମ କିମ୍ବା ସମାନ ଗତିରେ ରହେ ଯେପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଏକ ବାହ୍ୟ ବଳ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ନାହିଁ। |
| 2 | ନିଉଟନ୍ ର ଦ୍ୱିତୀୟ ନିୟମ | F = ma; ତ୍ୱରଣ ∝ ନିଟ ବଳ, ବସ୍ତୁତ୍ଵ ସହିତ ବିପରୀତ ଭାବେ ∝। |
| 3 | ନିଉଟନ୍ ର ତୃତୀୟ ନିୟମ | ପ୍ରତ୍ୟେକ କ୍ରିୟାର ସମାନ ଏବଂ ବିପରୀତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବିଭିନ୍ନ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। |
| 4 | ଗତିରଣ (p) | p = mv; ସଦିଶ ରାଶି; ବିଚ୍ଛିନ୍ନ ପ୍ରଣାଳୀରେ ସଂରକ୍ଷିତ। |
| 5 | ଆଘାତ (J) | J = FΔt = Δp; ଅଳ୍ପ ସମୟ ପାଇଁ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ ବଡ଼ ବଳ। |
| 6 | ଗତିରଣର ସଂରକ୍ଷଣ | ଆଘାତ ପୂର୍ବରୁ ମୋଟ ଗତିରଣ = ଆଘାତ ପରେ ମୋଟ ଗତିରଣ (କୌଣସି ବାହ୍ୟ ବଳ ନଥିଲେ)। |
| 7 | ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବେଗ | ବନ୍ଧୁକ-ଗୁଳି ପ୍ରଣାଳୀ: 0 = mgvg + mbvb ⇒ vg = –(mb/mg)vb. |
| 8 | ଘର୍ଷଣ ପ୍ରକାର | ସ୍ଥିର > ସୀମାକାରୀ > ଗତିଜ; ସର୍ବଦା ଆପେକ୍ଷିକ ଗତିର ବିପରୀତ ଦିଗରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। |
15 ଅଭ୍ୟାସ ବହୁବିକଳ୍ପୀୟ ପ୍ରଶ୍ନ
-
2 କିଲୋଗ୍ରାମ ପଥର ଏବଂ 10 କିଲୋଗ୍ରାମ ବେଞ୍ଚ ଉଭୟ ବିଶ୍ରାମରେ ଅଛନ୍ତି। କେଉଁଟି ଗତି ଆରମ୍ଭ କରିବା ପାଇଁ ଅଧିକ ବଳ ଆବଶ୍ୟକ? A. ପଥର
B. ବେଞ୍ଚ
C. ସମାନ
D. ତଳ ପୃଷ୍ଠ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: F = ma; ସମାନ a ପାଇଁ F ∝ m ଆବଶ୍ୟକ।
ଶର୍ଟକଟ: ଭାରୀ ⇒ ଅଧିକ ଜଡ଼ତା ⇒ ଅଧିକ ବଳ।
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-I -
0.05 କିଲୋଗ୍ରାମ ଗୁଳି 5 କିଲୋଗ୍ରାମ ରାଇଫଲରୁ 400 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ବେଗରେ ବାହାରେ। ରାଇଫଲର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବେଗ ପ୍ରାୟ A. 4 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
B. 0.4 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
C. 40 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
D. 0.04 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
ଉତ୍ତର: A
ସମାଧାନ: 0 = 5v + 0.05×400 ⇒ v = –4 ମି/ସେକେଣ୍ଡ (ପରିମାଣ 4)।
ଶର୍ଟକଟ: vrecoil = (mbullet/mgun) vbullet.
ଟ୍ୟାଗ: ଗତିରଣର ସଂରକ୍ଷଣ -
500 ଗ୍ରାମ ବଲର ବେଗ 10 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ପୂର୍ବରୁ 15 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ପଶ୍ଚିମକୁ 0.01 ସେକେଣ୍ଡରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ। ହାରାହାରି ବଳ ହେଉଛି A. 250 N
B. 500 N
C. 1250 N
D. 2500 N
ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: Δv = –15 –10 = –25 ମି/ସେକେଣ୍ଡ; Δp = 0.5×(–25)= –12.5 କିଲୋଗ୍ରାମ·ମି/ସେକେଣ୍ଡ; F = Δp/Δt = –12.5/0.01 = –1250 N (ପରିମାଣ 1250 N)।
ଶର୍ଟକଟ: F = 2mv/Δt ଯେତେବେଳେ ଦିଗ ବିପରୀତ ହୁଏ।
ଟ୍ୟାଗ: ଆଘାତ -
ଯେତେବେଳେ ଏକ ଦ୍ରୁତ ଗତିର କାର ହଠାତ୍ ରୁକେ, ଯାତ୍ରୀମାନେ ଆଗକୁ ଝୁଙ୍କି ପଡ଼ନ୍ତି କାରଣ A. ଗତିର ଜଡ଼ତା
B. ବିଶ୍ରାମର ଜଡ଼ତା
C. ଘର୍ଷଣ
D. ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ
ଉତ୍ତର: A
ସମାଧାନ: ଶରୀର ତା’ର ଗତିର ଅବସ୍ଥା ବଜାୟ ରଖିବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କରେ।
ଶର୍ଟକଟ: “ଆଗକୁ ଝୁଙ୍କି ପଡ଼ିବା” ⇒ ଗତି ଜଡ଼ତା।
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-I -
ଏକ କ୍ରିକେଟ୍ ବଲକୁ 20 N ଏକ ସ୍ଥିର ବଳ ଦ୍ୱାରା 2 ମିଟର ଠେଲା ଯାଏ। କର୍ତ୍ତବ୍ୟ ହେଉଛି A. 10 J
B. 20 J
C. 40 J
D. 400 J
ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: W = Fs = 20×2 = 40 J.
ଶର୍ଟକଟ: W = F × ଦୂରତା (ଯେତେବେଳେ ବଳ ∥ ସ୍ଥାନାନ୍ତର)।
ଟ୍ୟାଗ: କାର୍ଯ୍ୟ-ଶକ୍ତି -
କ୍ରିୟା-ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବଳଗୁଡ଼ିକ A. ଏକା ଶରୀର ଉପରେ ପରସ୍ପରକୁ ବାତିଲ୍ କରନ୍ତି
B. ବିଭିନ୍ନ ଶରୀର ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରନ୍ତି
C. ସର୍ବଦା ଲମ୍ବ ହୋଇଥାନ୍ତି
D. ଅସମାନ ହୋଇପାରେ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: ନିଉଟନ୍-III ଯୋଡ଼ି ଦୁଇଟି ପରସ୍ପର କ୍ରିୟାଶୀଳ ଶରୀର ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।
ଶର୍ଟକଟ: “ବିଭିନ୍ନ ଶରୀର” ⇒ କେବେ ବାତିଲ୍ ହୁଏ ନାହିଁ।
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-III -
4 କିଲୋଗ୍ରାମ ବସ୍ତୁ 3 ମି/ସେକେଣ୍ଡ² ହାରରେ ତ୍ୱରିତ ହୁଏ। ନିଟ ବଳ ହେଉଛି A. 7 N
B. 12 N
C. 1.33 N
D. 0.75 N
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: F = ma = 4×3 = 12 N.
ଶର୍ଟକଟ: F = ma (ସିଧାସଳଖ ଗୁଣନ)।
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-II -
20 ଗ୍ରାମ ଗୁଳି 300 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ବେଗରେ କାନ୍ଥରେ ଆଘାତ ହୋଇ 0.1 ସେକେଣ୍ଡରେ ରୁକେ। ହାରାହାରି ପ୍ରତିରୋଧ ବଳ ହେଉଛି A. 30 N
B. 60 N
C. 300 N
D. 600 N
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: Δp = 0.02×300 = 6 କିଲୋଗ୍ରାମ·ମି/ସେକେଣ୍ଡ; F = 6/0.1 = 60 N.
ଶର୍ଟକଟ: F = mv/t (ଗ୍ରାମ→କିଲୋଗ୍ରାମ!)।
ଟ୍ୟାଗ: ଆଘାତ -
ଦୁଇଜଣ ବରଫ ଖେଳାଳି ପରସ୍ପରକୁ ଠେଲନ୍ତି; 60 କିଲୋଗ୍ରାମ ବାମକୁ 2 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ଗତି କରେ, 40 କିଲୋଗ୍ରାମ ଡାହାଣକୁ ଗତି କରେ A. 2 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
B. 3 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
C. 4 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
D. 5 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: 0 = 60×2 – 40v ⇒ v = 3 ମି/ସେକେଣ୍ଡ।
ଶର୍ଟକଟ: v2 = (m1/m2)v1.
ଟ୍ୟାଗ: ଗତିରଣର ସଂରକ୍ଷଣ -
ଏକ ଘୋଡ଼ା ଏକ ଗାଡ଼ିକୁ ଟାଣେ; ଗାଡ଼ି ଘୋଡ଼ାକୁ ସମାନ ବଳରେ ଟାଣେ। ପ୍ରଣାଳୀଟି କାହିଁକି ଗତି କରେ? A. ବଳଗୁଡ଼ିକ ବାତିଲ୍ ହୁଏ
B. ବଳଗୁଡ଼ିକ ବିଭିନ୍ନ ଶରୀର ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ
C. ଘର୍ଷଣହୀନ ଜମି
D. ଘୋଡ଼ା ଭାରୀ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: ଗାଡ଼ି ଉପରେ ଆଗକୁ ବଳ > ଗାଡ଼ି ଉପରେ ଜମିର ଘର୍ଷଣ।
ଶର୍ଟକଟ: ଗତି କାରଣ ଯୋଡ଼ି ବିଭିନ୍ନ ଶରୀର ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-III -
1000 କିଲୋଗ୍ରାମ କାର 20 ମି/ସେକେଣ୍ଡରୁ 4 ସେକେଣ୍ଡରେ ବିଶ୍ରାମକୁ ମନ୍ଦ ହୁଏ। ବ୍ରେକିଂ ବଳ ହେଉଛି A. 2000 N
B. 4000 N
C. 5000 N
D. 8000 N
ଉତ୍ତର: C
ସମାଧାନ: a = (0–20)/4 = –5 ମି/ସେକେଣ୍ଡ²; F = 1000×5 = 5000 N.
ଶର୍ଟକଟ: F = m(Δv/t).
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-II -
ଉର୍ଦ୍ଧ୍ୱ ଦିଗକୁ ଫିଙ୍ଗା ଯାଇଥିବା ଏକ ବଲର ଶୀର୍ଷ ବିନ୍ଦୁରେ ଥାଏ A. ଶୂନ୍ୟ ବେଗ, ଶୂନ୍ୟ ତ୍ୱରଣ
B. ଶୂନ୍ୟ ବେଗ, ତଳକୁ g ତ୍ୱରଣ
C. ଅଣ-ଶୂନ୍ୟ ବେଗ, ଶୂନ୍ୟ ତ୍ୱରଣ
D. ଅଣ-ଶୂନ୍ୟ ବେଗ, ଅଣ-ଶୂନ୍ୟ ତ୍ୱରଣ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: v = 0, a = g = 9.8 ମି/ସେକେଣ୍ଡ² ତଳକୁ।
ଶର୍ଟକଟ: ଶୀର୍ଷରେ, v = 0 କିନ୍ତୁ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ତଥାପି ଟାଣେ।
ଟ୍ୟାଗ: ମୁକ୍ତ ପତନ -
2 କିଲୋଗ୍ରାମ ଏବଂ 3 କିଲୋଗ୍ରାମ ବସ୍ତୁତ୍ଵ ଆଘାତ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ ଏବଂ ଲାଗି ରହେ। ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଗତିରଣ 6 କିଲୋଗ୍ରାମ·ମି/ସେକେଣ୍ଡ ଏବଂ 4 କିଲୋଗ୍ରାମ·ମି/ସେକେଣ୍ଡ ସମାନ ଦିଗ। ଅନ୍ତିମ ବେଗ ହେଉଛି A. 1 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
B. 2 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
C. 3 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
D. 4 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: ptotal = 6 + 4 = 10 କିଲୋଗ୍ରାମ·ମି/ସେକେଣ୍ଡ; mtotal = 5 କିଲୋଗ୍ରାମ; v = 10/5 = 2 ମି/ସେକେଣ୍ଡ।
ଶର୍ଟକଟ: v = (p1+p2)/(m1+m2).
ଟ୍ୟାଗ: ଅସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ଆଘାତ -
ଥାଳିଗୁଡ଼ିକୁ ବିଚଳିତ ନକରି ଟେବୁଲ-କ୍ଲଥର ହଠାତ୍ ଅପସାରଣ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ A. ବିଶ୍ରାମର ଜଡ଼ତା
B. ଗତିର ଜଡ଼ତା
C. ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ
D. ଘର୍ଷଣ
ଉତ୍ତର: A
ସମାଧାନ: ଥାଳିଗୁଡ଼ିକ ବିଶ୍ରାମରେ ରହିବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କରେ।
ଶର୍ଟକଟ: “ଥାଳିଗୁଡ଼ିକ ଗତି କରେ ନାହିଁ” ⇒ ବିଶ୍ରାମ ଜଡ଼ତା।
ଟ୍ୟାଗ: ନିଉଟନ୍-I -
50 ଗ୍ରାମ ଗୁଳି 200 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ବେଗରେ 950 ଗ୍ରାମ ସ୍ଥିର ବ୍ଲକରେ ପ୍ରବେଶ କରେ। ସଂଯୁକ୍ତ ବସ୍ତୁତ୍ଵର ବେଗ ହେଉଛି A. 5 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
B. 10 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
C. 20 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
D. 40 ମି/ସେକେଣ୍ଡ
ଉତ୍ତର: B
ସମାଧାନ: 0.05×200 = (0.95+0.05)v ⇒ v = 10/1 = 10 ମି/ସେକେଣ୍ଡ।
ଶର୍ଟକଟ: v = (mbullet/mtotal) vbullet.
ଟ୍ୟାଗ: ଅସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ଆଘାତ
ଦ୍ରୁତ ଟ୍ରିକ୍
| ପରିସ୍ଥିତି | ଶର୍ଟକଟ | ଉଦାହରଣ |
|---|---|---|
| ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବେଗ | vgun = (mbullet/mgun) vbullet | 10 ଗ୍ରାମ ଗୁଳି, 5 କିଲୋଗ୍ରାମ ବନ୍ଧୁକ, 400 ମି/ସେକେଣ୍ଡ ⇒ vgun = 0.8 ମି/ସେକେଣ୍ଡ |
| ଗତିରଣ ପରିବର୍ତ୍ତନରୁ ବଳ | F = Δp /Δt; ଯଦି ଦିଗ ବିପରୀତ ହୁଏ Δp = 2mv | ବଲ ପ୍ରତିଫଳିତ 0.1 କିଲୋଗ୍ରାମ, 20 ମି/ସେକେଣ୍ଡ, 0.01 ସେକେଣ୍ଡ ⇒ F = 400 N |
| ଆଘାତ ବେଗ (ଲାଗିରହିବା) | vfinal = (m1v1+m2v2)/(m1+m2) | 2 କିଲୋଗ୍ରାମ 3 ମି/ସେକେଣ୍ଡରେ + 3 କିଲୋଗ୍ରାମ 2 ମି/ସେକେଣ୍ଡରେ ⇒ v = 2.4 ମି/ସେକେଣ୍ଡ |
| ରୋକିବା ପାଇଁ ମନ୍ଦନ | a = v²/(2s); F = ma | କାର 20 ମି/ସେକେଣ୍ଡ 40 ମିଟରରେ ରୁକେ ⇒ a = 5 ମି/ସେକେଣ୍ଡ² |
| ଜଡ଼ତା ଦ୍ରୁତ ପରୀକ୍ଷା | ଭାରୀ ବସ୍ତୁ ⇒ ଅବସ୍ଥା ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ ଅଧିକ ବଳ | 10 କିଲୋଗ୍ରାମ ବନାମ 1 କିଲୋଗ୍ରାମ: ସମାନ a ପାଇଁ 10× ବଳ ଆବଶ୍ୟକ |
ଦ୍ରୁତ ସମୀକ୍ଷା
| ବିନ୍ଦୁ | ବିବରଣୀ |
|---|---|
| 1 | ନିଉଟନ୍-I: ଜଡ଼ତା ∝ ବସ୍ତୁତ୍ଵ। |
| 2 | ନିଉଟନ୍-II: ସଦିଶ ରୂପ F⃗ = ma⃗; a ର ଦିଗ Fnet ସହିତ ସମାନ। |
| 3 | ନିଉଟନ୍-III: ବଳ ସର୍ବଦା ବିଭିନ୍ନ ଶରୀର ଉପରେ ଯୋଡ଼ି ହୋଇ ଆସେ। |
| 4 | ଗତିରଣ କେବଳ ସଂରକ୍ଷିତ ହୁଏ ଯଦି କୌଣସି ବାହ୍ୟ ବଳ ନଥାଏ। |
| 5 | ଆଘାତ = F-t ଗ୍ରାଫ୍ ତଳେ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ। |
| 6 | ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମସ୍ୟା: ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଗତିରଣ = 0. |
| 7 | ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଅସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ଆଘାତରେ, ଶରୀରଗୁଡ଼ିକ ଲାଗିରହେ; KE ସଂରକ୍ଷିତ ହୁଏ ନାହିଁ। |
| 8 | ସ୍ଥିର ଘର୍ଷଣ ≤ μsN; ଗତିଜ ଘର୍ଷଣ = μkN (μs > μk)। |
| 9 | ସମାନ ବଳ ପାଇଁ, ହାଲୁକା ଶରୀର ବଡ଼ ତ୍ୱରଣ ପାଏ। |
| 10 | ସର୍ବଦା ସୂତ୍ରରେ ବସାଇବା ପୂର୍ବରୁ ଗ୍ରାମ → କିଲୋଗ୍ରାମ ଏବଂ ସେ.ମି. → ମି. ରୂପାନ୍ତରିତ କରନ୍ତୁ। |