अध्याय 13: गति एवं समय (Motion and Time)
परिचय
जब हम अपने चारों ओर देखते हैं, तो हम बहुत सी वस्तुएँ देखते हैं जो गतिमान हैं, जैसे चलती हुई कारें, उड़ते हुए पक्षी और चलती हुई घड़ी की सुइयाँ। इस अध्याय में, हम गति के विभिन्न प्रकारों, किसी वस्तु की गति को मापने के तरीके, और समय के मापन के बारे में जानेंगे।
13.1 गति के प्रकार
गति को विभिन्न तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है:
- सरल रेखीय गति (Straight Line Motion): जब कोई वस्तु एक सीधी रेखा में गति करती है, तो उसे सरल रेखीय गति कहते हैं। उदाहरण: सीधी सड़क पर चलती हुई कार।
- दोलन गति (Oscillatory Motion): जब कोई वस्तु अपनी माध्य स्थिति के दोनों ओर गति करती है, तो उसे दोलन गति कहते हैं। उदाहरण: सरल लोलक का दोलन, झूले की गति।
- आवर्त गति (Periodic Motion): जब कोई वस्तु निश्चित समय अंतराल पर अपनी गति को दोहराती है, तो उसे आवर्त गति कहते हैं। दोलन गति भी एक प्रकार की आवर्त गति है। उदाहरण: घड़ी की सुइयों की गति।
13.2 चाल (Speed)
किसी वस्तु द्वारा इकाई समय में तय की गई दूरी को **चाल (Speed)** कहते हैं। चाल हमें यह बताती है कि कोई वस्तु कितनी धीमी या तेज गति कर रही है।
चाल = तय की गई दूरी / लिया गया समय
चाल का मूल मात्रक **मीटर प्रति सेकंड (m/s)** है। अन्य मात्रक किलोमीटर प्रति घंटा (km/h) और सेंटीमीटर प्रति सेकंड (cm/s) भी हैं।
13.3 समय का मापन
समय के मापन के लिए प्राचीन काल से ही कई उपकरणों का उपयोग किया जाता रहा है। आजकल, हम समय मापने के लिए घड़ियों और स्टॉपवॉच का उपयोग करते हैं।
समय की माप का मूल मात्रक **सेकंड (s)** है।
सरल लोलक (Simple Pendulum): यह एक आवर्त गति का उदाहरण है। यह धातु के छोटे गोले (गोला) को एक धागे से लटकाकर बनाया जाता है। सरल लोलक के एक दोलन को पूरा करने में लगे समय को **आवर्तकाल** कहते हैं।
13.4 दूरी-समय ग्राफ (Distance-Time Graph)
किसी वस्तु की गति को ग्राफिक रूप से दर्शाने के लिए दूरी-समय ग्राफ का उपयोग किया जाता है।
- एकसमान गति के लिए, दूरी-समय ग्राफ एक **सीधी रेखा** होता है।
- असमान गति के लिए, ग्राफ एक **टेढ़ी-मेढ़ी रेखा** होता है।
- जब वस्तु स्थिर होती है, तो ग्राफ एक **क्षैतिज सीधी रेखा** होता है।
पाठ्यपुस्तक के प्रश्न और उत्तर (Questions & Answers)
I. कुछ शब्दों या एक-दो वाक्यों में उत्तर दें।
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चाल का सूत्र क्या है?
चाल = दूरी / समय।
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समय का मूल मात्रक क्या है?
सेकंड (s)।
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सरल लोलक के एक दोलन को पूरा करने में लगे समय को क्या कहते हैं?
आवर्तकाल।
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एक सीधी सड़क पर चलती हुई कार की गति किस प्रकार की गति है?
सरल रेखीय गति।
II. प्रत्येक प्रश्न का एक लघु पैराग्राफ (लगभग 30 शब्द) में उत्तर दें।
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एकसमान और असमान गति में क्या अंतर है?
एकसमान गति में, कोई वस्तु समान समय अंतराल में समान दूरी तय करती है। असमान गति में, वस्तु समान समय अंतराल में असमान दूरी तय करती है।
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सरल लोलक का उपयोग किसलिए किया जाता है?
सरल लोलक का उपयोग समय मापने के लिए किया जाता है। इसके एक दोलन का आवर्तकाल लगभग स्थिर रहता है, जिससे यह एक समय मापक उपकरण के रूप में कार्य करता है।
III. प्रत्येक प्रश्न का दो या तीन पैराग्राफ (100–150 शब्द) में उत्तर दें।
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दूरी-समय ग्राफ का महत्व समझाइए।
दूरी-समय ग्राफ एक शक्तिशाली उपकरण है जिसका उपयोग किसी वस्तु की गति को ग्राफिक रूप से दर्शाने के लिए किया जाता है। यह हमें एक ही नज़र में गति की प्रकृति को समझने में मदद करता है। इस ग्राफ में, दूरी को Y-अक्ष पर और समय को X-अक्ष पर दर्शाया जाता है। ग्राफ की ढलान (slope) वस्तु की चाल को दर्शाती है।
यदि ग्राफ एक सीधी रेखा है, तो यह दर्शाता है कि वस्तु एकसमान चाल से चल रही है। यदि ग्राफ एक घुमावदार रेखा है, तो इसका मतलब है कि वस्तु की चाल बदल रही है (असमान गति)। यदि ग्राफ एक क्षैतिज सीधी रेखा है, तो इसका मतलब है कि वस्तु स्थिर है या रुकी हुई है, क्योंकि समय बीतने के साथ दूरी में कोई परिवर्तन नहीं हो रहा है। इस प्रकार, दूरी-समय ग्राफ का उपयोग करके हम विभिन्न वस्तुओं की गति की तुलना आसानी से कर सकते हैं।
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चाल की अवधारणा को उदाहरण सहित स्पष्ट कीजिए।
चाल एक भौतिक राशि है जो यह बताती है कि कोई वस्तु कितनी तेज गति से चल रही है। इसे किसी वस्तु द्वारा इकाई समय में तय की गई दूरी के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसका सूत्र चाल = दूरी / समय है। उदाहरण के लिए, यदि कोई कार 100 किलोमीटर की दूरी 2 घंटे में तय करती है, तो उसकी चाल $100 \text{ किमी} / 2 \text{ घंटे} = 50 \text{ किमी/घंटा}$ होगी।
दैनिक जीवन में चाल की अवधारणा बहुत महत्वपूर्ण है। हम अक्सर कहते हैं कि एक साइकिल की चाल एक कार से कम होती है या एक हवाई जहाज की चाल बहुत अधिक होती है। चाल की गणना करके, हम यह अनुमान लगा सकते हैं कि किसी गंतव्य तक पहुंचने में कितना समय लगेगा। इसका उपयोग यातायात प्रबंधन, परिवहन और यहां तक कि खेलकूद में भी होता है।
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