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Gravitation NEET प्रश्न हिंदी में — भौतिक विज्ञान (Physics) MCQ उत्तर सहित

Gravitation (Physics) के NEET बहुविकल्पीय प्रश्न हिंदी में मुफ़्त हल करें — तुरंत सही उत्तर और विस्तृत व्याख्या के साथ। लॉगिन की आवश्यकता नहीं।

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द्रव्यमान M और त्रिज्या R के समांगी ठोस गोले पर विचार करें। द्रव्यमान m का एक कण गोले के भीतर उसके केंद्र से r दूरी पर ($r < R$) रखा है। कण पर गुरुत्वाकर्षण बल किस दिशा में कार्य करता है?

A. गोले के केंद्र से दूर B. गोले की सतह की ओर C. गोले के केंद्र की ओर D. कण और केंद्र को जोड़ने वाली रेखा के लंबवत।

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Explanation

NCERT पाठ कहता है, 'यदि कोई कण समांगी ठोस गोले के भीतर है, तो कण पर बल गोले के केंद्र की ओर कार्य करता है। यह बल कण के भीतरी गोलीय द्रव्यमान द्वारा लगाया जाता है।'

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गुरुत्वीय परिरक्षण संभव नहीं है। निम्नलिखित में से कौन-सा कथन इस परिघटना की सर्वोत्तम व्याख्या करता है?

A. गुरुत्वाकर्षण बल सदैव आकर्षी होते हैं, विद्युत बलों के विपरीत जो प्रतिकर्षी हो सकते हैं। B. धात्विक खोल बाहर की अन्य वस्तुओं को भीतर के कण पर गुरुत्वाकर्षण बल लगाने से परिरक्षित नहीं करता। C. गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G प्रभावी परिरक्षण के लिए बहुत छोटा है। D. गुरुत्वीय क्षेत्रों का ध्रुवण नहीं किया जा सकता।

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Explanation

NCERT पाठ रेखांकित करता है, 'गोलीय खोल के भीतर कण पर गुरुत्वाकर्षण बल शून्य है। तथापि, (धात्विक खोल के विपरीत जो विद्युत बलों को परिरक्षित करता है) खोल बाहर की अन्य वस्तुओं को भीतर के कण पर गुरुत्वाकर्षण बल लगाने से परिरक्षित नहीं करता। गुरुत्वीय परिरक्षण संभव नहीं है।'

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बाह्य बिंदु द्रव्यमान पर पृथ्वी द्वारा लगाए गए गुरुत्वाकर्षण बल पर विचार करते समय, यदि पृथ्वी गोलीय सममित पिंड हो तो उसके द्रव्यमान को कैसे माना जा सकता है?

A. उसके पूरे आयतन में एकसमान रूप से वितरित B. उसकी सतह पर संकेंद्रित C. उसके केंद्र पर संकेंद्रित D. केवल बिंदु द्रव्यमान के ठीक नीचे के द्रव्यमान पर विचार करना होगा।

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Explanation

NCERT पाठ के अनुसार, 'तथापि गोलीय सममित पिंड के लिए पिंड के बाहर के कण पर बल ऐसा है मानो द्रव्यमान केंद्र पर संकेंद्रित हो और इसलिए यह बल केंद्रीय है।'

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एक बिंदु द्रव्यमान m पृथ्वी (त्रिज्या $R_E$, द्रव्यमान $M_E$) की सतह से d गहराई पर स्थित है। एकसमान घनत्व मानते हुए, पृथ्वी का कौन-सा भाग m द्वारा अनुभव किए गए गुरुत्वाकर्षण बल में योगदान देता है?

A. पृथ्वी का पूरा द्रव्यमान। B. केवल बिंदु द्रव्यमान के ऊपर d मोटाई का गोलीय खोल। C. केवल बिंदु द्रव्यमान को समाहित करने वाला त्रिज्या $(R_E - d)$ का ठोस गोला। D. केवल बिंदु द्रव्यमान के ठीक नीचे स्थित पृथ्वी का द्रव्यमान।

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Explanation

NCERT पाठ समझाता है, 'd मोटाई के बाहरी खोल के कारण m पर बल पिछले खंड में उद्धृत परिणाम के कारण शून्य है। जहाँ तक त्रिज्या $(R_E - d)$ के छोटे गोले का प्रश्न है, बिंदु द्रव्यमान उसके बाहर है और अतः पहले उद्धृत परिणाम के अनुसार, इस छोटे गोले के कारण बल ऐसा है मानो छोटे गोले का पूरा द्रव्यमान केंद्र पर संकेंद्रित हो।'

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त्रिज्या R के समांगी ठोस गोले के भीतर केंद्र से r दूरी पर स्थित बिंदु द्रव्यमान के लिए, गुरुत्वाकर्षण बल किसके समानुपाती है?

A. $1/r^2$ B. r C. $1/r$ D. $r^2$

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Explanation

समांगी ठोस गोले के भीतर P (केंद्र से r दूरी) पर द्रव्यमान m पर बल $F = G \frac{M_r m}{r^2}$ द्वारा दिया जाता है। चूँकि घनत्व एकसमान है, $M_r = \frac{4}{3}\pi r^3 \rho$। साथ ही, $M_E = \frac{4}{3}\pi R_E^3 \rho$। अतः, $M_r = M_E \frac{r^3}{R_E^3}$। इसे बल समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर $F = G \frac{M_E m r}{R_E^3}$ मिलता है। इसलिए F, r के समानुपाती है।

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अध्यारोपण सिद्धांत के अनुसार, किसी विस्तारित वस्तु के कारण बिंदु द्रव्यमान पर कुल गुरुत्वाकर्षण बल कैसे प्राप्त होता है?

A. अलग-अलग बिंदु द्रव्यमानों के बलों का औसत लेकर। B. अलग-अलग बिंदु द्रव्यमानों के बलों का अदिश योग। C. अलग-अलग बिंदु द्रव्यमानों के बलों का सदिश योग। D. केवल विस्तारित वस्तु के द्रव्यमान केंद्र से बल की गणना करके।

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Explanation

NCERT कहता है, 'कुल बल प्राप्त करने के लिए हमें विस्तारित वस्तु के सभी बिंदु द्रव्यमानों के लिए इन बलों को सदिशीय रूप से जोड़ना होता है।' साथ ही, 'अध्यारोपण सिद्धांत से प्रत्येक बल स्वतंत्र रूप से और अन्य पिंडों से अप्रभावित कार्य करता है। परिणामी बल $F_R$ फिर सदिश योग द्वारा ज्ञात किया जाता है'।

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एकसमान घनत्व वाले खोखले गोलीय खोल के कारण गुरुत्वाकर्षण बल के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-सा सत्य नहीं है?

A. बाह्य बिंदु द्रव्यमान के लिए बल ऐसा है मानो पूरा द्रव्यमान केंद्र पर हो। B. आंतरिक बिंदु द्रव्यमान के लिए नेट बल शून्य है। C. बाह्य बिंदु द्रव्यमान के लिए, बिंदु द्रव्यमान को केंद्र से जोड़ने वाली रेखा के लंबवत गुरुत्वाकर्षण बल के घटक निरस्त हो जाते हैं। D. खोल आंतरिक वस्तुओं को बाह्य गुरुत्वीय प्रभावों से परिरक्षित कर सकता है।

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Explanation

NCERT स्पष्ट रूप से कहता है, 'गुरुत्वीय परिरक्षण संभव नहीं है।' विकल्प 1, 2 और 3 दिए गए पाठ के आधार पर सही वर्णन हैं।

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यदि पृथ्वी को संकेंद्री खोलों का संग्रह माना जाए, और एक बिंदु द्रव्यमान पृथ्वी के भीतर बिंदु P पर (केंद्र से r दूरी पर) हो, तो कौन-से खोल P पर गुरुत्वाकर्षण बल में योगदान देते हैं?

A. केवल r से बड़ी त्रिज्या वाले खोल। B. पृथ्वी के भीतर के सभी खोल। C. केवल r से कम या बराबर त्रिज्या वाले खोल। D. केवल सबसे बाहरी खोल।

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Explanation

NCERT कहता है, 'r से बड़ी त्रिज्या के खोलों के लिए, बिंदु P भीतर स्थित है। अतः पिछले खंड में बताए परिणाम के अनुसार, वे P पर रखे द्रव्यमान m पर कोई गुरुत्वाकर्षण बल नहीं लगाते। त्रिज्या $\le r$ के खोल त्रिज्या r का एक गोला बनाते हैं जिसके लिए बिंदु P सतह पर स्थित है। अतः यह छोटा गोला P पर द्रव्यमान m पर ऐसा बल लगाता है मानो उसका द्रव्यमान Mr केंद्र पर संकेंद्रित हो।'

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यदि द्रव्यमान m का एक कण द्रव्यमान M और त्रिज्या R के समांगी ठोस गोले के भीतर उसके केंद्र से r दूरी पर ($r < R$) रखा हो, तो कण पर गुरुत्वाकर्षण बल का परिमाण दिया जाता है:

A. $G \frac{M m}{R^2}$ B. $G \frac{M m}{r^2}$ C. $G \frac{M m r}{R^3}$ D. $G \frac{m r}{R^2}$

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Explanation

समांगी ठोस गोले के भीतर किसी बिंदु के लिए, बल त्रिज्या r के गोले के द्रव्यमान $M_r$ के कारण है। यदि गोले का घनत्व एकसमान $\rho = \frac{M}{(4/3)\pi R^3}$ है, तो $M_r = \frac{4}{3}\pi r^3 \rho = \frac{4}{3}\pi r^3 \frac{M}{(4/3)\pi R^3} = M \frac{r^3}{R^3}$। तब बल $F = G \frac{M_r m}{r^2} = G \frac{(M \frac{r^3}{R^3}) m}{r^2} = G \frac{M m r}{R^3}$ है। यह पृथ्वी के भीतर किसी बिंदु के लिए NCERT की व्युत्पत्ति से मेल खाता है।

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निम्नलिखित में से कौन-सा मान दिए गए पाठ में उल्लिखित सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक (G) को सही ढंग से दर्शाता है?

A. $6.67 \times 10^{-11} \text{ N m}^2 \text{ kg}^{-2}$ B. $9.8 \text{ m s}^{-2}$ C. $6.0 \times 10^{24} \text{ kg}$ D. $6.4 \times 10^6 \text{ m}$

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Explanation

प्रश्न 7.17 और 7.19 में दिया गया पाठ स्पष्ट रूप से कहता है 'G = $6.67 \times 10^{-11} \text{ N m}^2 \text{ kg}^{-2}$'। अन्य विकल्प क्रमशः गुरुत्वीय त्वरण, पृथ्वी का द्रव्यमान और पृथ्वी की त्रिज्या दर्शाते हैं।

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