कक्षा 8 विज्ञान अध्याय 5 — बलों को जानें (नोट्स)
कक्षा 8 विज्ञान अध्याय 5 "बलों को जानें" के आसान हैंडरिटन नोट्स — बल के प्रकार, संपर्क व असंपर्क बल, घर्षण, गुरुत्वाकर्षण, भार-द्रव्यमान व तैरना-डूबना सहित सभी NCERT प्रश्नों के हल।
बलों को जानें
अध्याय 5 — जिज्ञासा, कक्षा 8 विज्ञान (हस्तलिखित नोट्स)
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भूमिका: साइकिल चलाते समय हवा हमें पीछे धकेलती है, पहाड़ी से नीचे उतरते समय साइकिल अपने आप तेज़ भागती है — ये सब बल के उदाहरण हैं। इस अध्याय में हम बल, उसके प्रकार, भार और तैरने-डूबने को समझेंगे।
1 बल क्या है?
परिभाषा
किसी वस्तु पर लगाए गए अपकर्षण (धक्का) या अभिकर्षण (खिंचाव) को विज्ञान में बल कहा जाता है।
धक्का देना (अपकर्षण) डिब्बे को हाथों से आगे धकेलना
खींचना (अभिकर्षण) रस्सी से डिब्बे को अपनी ओर खींचना
ऊपर उठाना डिब्बे को गोद में उठा लेना
चित्र — डिब्बे को धक्का देकर, खींचकर व ऊपर उठाकर विस्थापित करना
2 बल का प्रभाव
किसी वस्तु पर लगाया गया बल—
- विरामावस्था में रखी वस्तु को गति प्रदान कर सकता है।
- गतिमान वस्तु की चाल बदल सकता है।
- गतिमान वस्तु की गति की दिशा बदल सकता है।
- वस्तु के आकार में परिवर्तन ला सकता है।
- इनमें से कुछ या सभी प्रभाव एक साथ भी उत्पन्न कर सकता है।
| क्रिया | अपकर्षण/अभिकर्षण | प्रभाव |
|---|---|---|
| चलती साइकिल को मित्र द्वारा पीछे से पकड़ना | अभिकर्षण | साइकिल का रुकना / चाल कम होना |
| गतिशील गेंद को बल्ले से मारना | अपकर्षण | गेंद की दिशा में परिवर्तन |
| फूले हुए गुब्बारे को दबाना | अपकर्षण | गुब्बारे के आकार में परिवर्तन |
एक सोपान ऊपर
यदि वस्तु विरामावस्था में है तो इसका अर्थ यह नहीं कि उस पर कोई बल कार्य नहीं कर रहा — इसका अर्थ है कि उस पर लगने वाले बल एक-दूसरे को संतुलित कर रहे हैं।
3 बल — दो वस्तुओं की परस्पर क्रिया
महत्वपूर्ण बिंदु
किसी बल के कार्य करने के लिए कम से कम दो वस्तुओं का परस्पर क्रिया करना आवश्यक है — जैसे मेज को धक्का देते समय आपका हाथ और मेज।
- बल का SI मात्रक — न्यूटन, प्रतीक N
- दो वस्तुओं की परस्पर क्रिया रुकते ही उनके बीच लगने वाला बल भी समाप्त हो जाता है।
4 बलों के प्रकार
? संपर्क बल
वे बल जो वस्तुओं के बीच भौतिक संपर्क होने पर ही उत्पन्न होते हैं (प्रत्यक्ष या छड़ी/रस्सी द्वारा अप्रत्यक्ष)।? असंपर्क बल
वे बल जिनका प्रभाव वस्तुओं के परस्पर संपर्क में न होने पर भी अनुभव किया जा सकता है।5.4.1 संपर्क बल के प्रकार
? पेशीय बल
माँसपेशियों के सिकुड़ने-फैलने से उत्पन्न बल। चलना, दौड़ना, उठाना, खींचना आदि। उदा. — हिरण का दौड़ना, बैल द्वारा हल खींचना, हृदय की धड़कन।
? घर्षण बल
दो सतहों के संपर्क व आपेक्षिक गति के कारण उत्पन्न बल, जो गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है। सतहों की अनियमितताओं के कारण उत्पन्न — खुरदरी सतह पर घर्षण अधिक। उदा. — साइकिल का धीरे-धीरे रुकना, ब्रेक लगाना।
चित्र — घर्षण बल, लगाए गए बल की विपरीत दिशा में कार्य करता है
5.4.2 असंपर्क बल के प्रकार
? चुंबकीय बल
एक चुंबक द्वारा दूसरे चुंबक या चुंबकीय पदार्थ पर संपर्क में आए बिना लगाया गया बल। समान ध्रुव प्रतिकर्षित, असमान ध्रुव आकर्षित करते हैं।⚡ स्थिरवैद्युत बल
एक आवेशित वस्तु द्वारा दूसरी आवेशित/अनावेशित वस्तु पर लगाया गया बल। समान आवेश प्रतिकर्षित, विपरीत आवेश आकर्षित करते हैं। उदा. — ऊनी कपड़े से रगड़ा गुब्बारा कागज़ के टुकड़ों को आकर्षित करता है।
? गुरुत्वाकर्षण बल
पृथ्वी द्वारा वस्तुओं को अपनी ओर खींचने वाला बल। यह सदैव आकर्षी बल होता है (कभी प्रतिकर्षी नहीं)।चित्र — गेंद पर पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल सदैव नीचे की ओर
5 भार और उसका मापन
परिभाषा
वह बल जिससे पृथ्वी किसी वस्तु को अपनी ओर खींचती है, उस वस्तु का भार कहलाता है। भार का SI मात्रक भी न्यूटन (N) है और यह कमानीदार तुला (स्प्रिंग बैलेंस) से मापा जाता है।
⚖️ द्रव्यमान
वस्तु में पदार्थ की मात्रा। मात्रक — kg। हर जगह समान रहता है।?️ भार
गुरुत्वाकर्षण बल। मात्रक — N। ग्रह/स्थान के अनुसार बदलता है।| ग्रह/उपग्रह | पृथ्वी | चंद्रमा | मंगल | शुक्र | बृहस्पति |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 kg वस्तु का द्रव्यमान | 1 kg | 1 kg | 1 kg | 1 kg | 1 kg |
| 1 kg वस्तु का भार | 10 N | 1.6 N | 3.8 N | 9 N | 25.4 N |
6 तैरना और डूबना
परिभाषा
किसी द्रव द्वारा उसमें डूबी वस्तु पर ऊपर की दिशा में लगाया गया बल उत्क्षेप / उत्प्लावन बल कहलाता है।
- गुरुत्वाकर्षण बल > उत्प्लावन बल → वस्तु डूब जाती है।
- गुरुत्वाकर्षण बल = उत्प्लावन बल → वस्तु तैरती है।
आर्किमिडीज़ का सिद्धांत
जब कोई वस्तु किसी द्रव में पूर्ण या आंशिक रूप से डूबी होती है, तो उस पर ऊपर की ओर लगा बल उसके द्वारा विस्थापित द्रव के भार के बराबर होता है।
चित्र — द्रव में तैरती वस्तु पर दोनों बल संतुलित
? स्मरणीय बिंदु
- बल = अपकर्षण या अभिकर्षण; SI मात्रक — न्यूटन (N)।
- बल संपर्क द्वारा भी लग सकता है और बिना संपर्क के भी।
- पेशीय बल व घर्षण बल — संपर्क बल के उदाहरण हैं।
- चुंबकीय, गुरुत्वाकर्षण व स्थिरवैद्युत बल — असंपर्क बल हैं।
- घर्षण बल सदैव गति की विपरीत दिशा में कार्य करता है।
- गुरुत्वाकर्षण बल सदैव आकर्षी बल होता है।
- द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है, भार स्थान अनुसार बदलता है।
- उत्प्लावन बल = विस्थापित द्रव का भार (आर्किमिडीज़ सिद्धांत)।
अभ्यास प्रश्न — हल सहित
प्रश्न 1.
स्तंभ 'क' में दिए गए बल का मिलान स्तंभ 'ख' के संगत उदाहरण से कीजिए।
उत्तर:
| बल | संगत उदाहरण |
|---|---|
| (i) पेशीय बल | (ख) बच्चे द्वारा अपना बस्ता उठाना |
| (ii) चुंबकीय बल | (ङ) उत्तर दिशा की ओर इंगित करती दिक्सूचक सुई |
| (iii) घर्षण बल | (क) क्रिकेट गेंद का सीमा रेखा स्पर्श से पूर्व रुकना |
| (iv) गुरुत्व बल | (ग) पेड़ से फल का गिरना |
| (v) स्थिरवैद्युत बल | (घ) ऊनी कपड़े पर रगड़े गुब्बारे द्वारा बालों को आकर्षित करना |
प्रश्न 2.
बताइए कि निम्नलिखित कथन सत्य हैं या असत्य।
उत्तर:
- (i) सत्य — चाल में परिवर्तन के लिए सदैव बल आवश्यक होता है।
- (ii) असत्य — घर्षण के कारण चाल में वृद्धि नहीं, बल्कि कमी होती है।
- (iii) असत्य — दूरी पर स्थित आवेशित वस्तुओं के बीच स्थिरवैद्युत बल (असंपर्क बल) लगता है।
प्रश्न 3.
दो गुब्बारों को ऊनी कपड़े से रगड़ कर पास लाया जाए तो क्या होगा और क्यों?
उत्तर: दोनों गुब्बारे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे, क्योंकि रगड़ने पर दोनों पर समान प्रकार का आवेश उत्पन्न होता है और समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।
प्रश्न 4.
सिक्का जल में डूब जाता है परंतु लकड़ी का टुकड़ा तैरता है — व्याख्या कीजिए।
उत्तर: सिक्के पर गुरुत्वाकर्षण बल, उत्प्लावन बल से अधिक होता है इसलिए वह डूब जाता है। लकड़ी हल्की होने के कारण उस पर उत्प्लावन बल, गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर हो जाता है, अतः वह तैरती है।
प्रश्न 5.
ऊपर फेंकी गेंद पर लगने वाले बल का नाम और दिशा बताइए।
उत्तर:
- (i) ऊपर जाते समय — गुरुत्वाकर्षण बल, नीचे की ओर (गति के विपरीत)
- (ii) नीचे आते समय — गुरुत्वाकर्षण बल, नीचे की ओर (गति की दिशा में)
- (iii) सबसे ऊपरी स्थिति पर — गुरुत्वाकर्षण बल, नीचे की ओर (गेंद क्षण भर के लिए विरामावस्था में)
प्रश्न 6.
गेंद बिंदु 'क' से छोड़ी जाती है, ढलान के बाद क्षैतिज सतह पर बिंदु 'ख' पर रुकती है। ऐसी विधि बताइए जिससे वही गेंद (i) 'ख' से पहले (ii) 'ख' को पार करने के बाद रुके।
उत्तर:
- (i) 'ख' से पहले रोकने के लिए — क्षैतिज सतह को 'ख' से पहले अधिक खुरदरी (ज़्यादा घर्षण वाली) बना दें।
- (ii) 'ख' के बाद रोकने के लिए — क्षैतिज सतह को अधिक चिकनी (कम घर्षण वाली) बना दें, जिससे गेंद अधिक दूरी तय करे।
प्रश्न 7.
बर्फ या पॉलिश की सतह पर हम क्यों फिसल जाते हैं?
उत्तर: चिकनी सतहों में घर्षण बल बहुत कम होता है। चलने के लिए पैरों और सतह के बीच जितना घर्षण आवश्यक होता है वह न मिलने पर पैर फिसल जाते हैं।
प्रश्न 8.
यदि कोई वस्तु असमान गति से चल रही है तो क्या उस पर बल लगाया जा रहा है?
उत्तर: हाँ। चाल में किसी भी प्रकार का परिवर्तन (असमान गति) होने के लिए बल की आवश्यकता होती है।
प्रश्न 9.
चंद्रमा पर वस्तु का भार पृथ्वी के भार का छठवाँ भाग क्यों होता है? क्या द्रव्यमान भी छठवाँ भाग होता है?
उत्तर: चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण बल पृथ्वी की तुलना में लगभग 1/6 होता है, इसलिए भार भी 1/6 हो जाता है। परंतु द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है क्योंकि द्रव्यमान पदार्थ की मात्रा है, जो स्थान बदलने पर नहीं बदलती।
प्रश्न 10.
तीन वस्तुएँ 1, 2, 3 भिन्न-भिन्न गहराई तक डूबती हैं। भार w₁, w₂, w₃ के लिए कौन-सा विकल्प सत्य है?
उत्तर: जो वस्तु द्रव में सबसे अधिक गहराई तक डूबती है उसका भार सबसे अधिक होता है (आर्किमिडीज़ सिद्धांत अनुसार भार = विस्थापित द्रव का भार)। अतः सही विकल्प है —
(ii) w₁ > w₂ > w₃
(ii) w₁ > w₂ > w₃
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