CG Board Class 9 Science Chapter 5 Solutions: Force and Laws of Motion (बल एवं गति के नियम) – 2026-27
by
CG SCERT (Chhattisgarh Board) Class 9 Science Solutions | 2026-27 Official Edition
Complete 100% textbook-grounded CG Board Class 9 Science Chapter 5 Solutions: Force and Laws of Motion (बल एवं गति के नियम) in Bilingual Format (English & Hindi Medium).
विभिन्न सतहों पर गेंद द्वारा तय की गई दूरी को एक विशेष क्रम में व्यवस्थित कीजिए। तय की गई दूरी का बढ़ता क्रम: रेत से भरी ट्रे < चिकना लकड़ी का तख्ता < चिकनी प्लास्टिक ट्रे < तेल लगी हुई चिकनी ट्रे।
💡 उत्तर / हल:
Arrange the distance covered by the ball on different surfaces in a particular order.
**: In which situation did the ball cover maximum distance and why?
💡 Solution:
In which situation did the ball cover maximum distance and why?
The ball covered the maximum distance on the oiled smooth surface because the oil reduces surface irregularities, thereby minimizing the force of friction acting against the ball’s motion.
📝 प्रश्न:
किस स्थिति में गेंद ने अधिकतम दूरी तय की और क्यों? गेंद ने तेल लगी हुई चिकनी सतह पर अधिकतम दूरी तय की क्योंकि तेल सतह के खुरदरापन को कम कर देता है, जिससे गेंद की गति के विपरीत लगने वाला घर्षण बल न्यूनतम हो जाता है।
💡 उत्तर / हल:
In which situation did the ball cover maximum distance and why?
The ball covered the maximum distance on the oiled smooth surface because the oil reduces surface irregularities, thereby minimizing the force of friction acting against the ball’s motion.
Question 4
State which of the surfaces in the given…
दी गई गतिविधि में कौन सी सतह सबसे…
📝 Question:
**: State which of the surfaces in the given activity applies the smallest frictional force?
💡 Solution:
State which of the surfaces in the given activity applies the smallest frictional force?
The oiled smooth plastic surface exerts the smallest frictional force.
📝 प्रश्न:
दी गई गतिविधि में कौन सी सतह सबसे कम घर्षण बल लगाती है? तेल लगी हुई चिकनी प्लास्टिक की सतह सबसे कम घर्षण बल लगाती है।
💡 उत्तर / हल:
State which of the surfaces in the given activity applies the smallest frictional force?
The oiled smooth plastic surface exerts the smallest frictional force.
Question 5
What would happen if the frictional force on…
यदि किसी सतह पर घर्षण बल शून्य हो…
📝 Question:
**: What would happen if the frictional force on a surface becomes zero? Will the object ever stop?
💡 Solution:
What would happen if the frictional force on a surface becomes zero? Will the object ever stop?
If the frictional force becomes zero and no other external opposing force acts on the object, the object will continue to move forever at a constant velocity without ever stopping.
📝 प्रश्न:
यदि किसी सतह पर घर्षण बल शून्य हो जाए तो क्या होगा? क्या वस्तु कभी रुकेगी? यदि घर्षण बल शून्य हो जाए और कोई अन्य बाहरी रोधी बल न लगे, तो वस्तु बिना रुके निरंतर एकसमान वेग से गति करती रहेगी।
💡 उत्तर / हल:
What would happen if the frictional force on a surface becomes zero? Will the object ever stop?
If the frictional force becomes zero and no other external opposing force acts on the object, the object will continue to move forever at a constant velocity without ever stopping.
Section 5.0 & 5.1
Inertia and Vehicle Motion
खंड
जड़त्व एवं वाहनों की गति
Question 6
Give some examples of inertia from daily life…
दैनिक जीवन से जड़त्व के कुछ उदाहरण दीजिए।…
📝 Question:
**: Give some examples of inertia from daily life. Why does a person sitting inside a moving vehicle bend forward when brakes are applied suddenly?
💡 Solution:
Give some examples of inertia from daily life. Why does a person sitting inside a moving vehicle bend forward when brakes are applied suddenly?
Reason: The passenger’s lower body in contact with the seat stops immediately with the vehicle, but the upper body tends to remain in motion due to the inertia of motion, causing the passenger to bend forward.
Examples: Dust falling off a beaten rug, or water droplets flying off an umbrella when shaken rapidly.
📝 प्रश्न:
दैनिक जीवन से जड़त्व के कुछ उदाहरण दीजिए। अचानक ब्रेक लगाने पर चलती गाड़ी में बैठा व्यक्ति आगे की ओर क्यों झुक जाता है? – कारण: सीट के संपर्क में रहने वाला यात्री के शरीर का निचला हिस्सा वाहन के साथ तुरंत विराम अवस्था में आ जाता है, परंतु शरीर का ऊपरी हिस्सा गति के जड़त्व (inertia of motion) के कारण गति में बने रहने का प्रयास करता है, जिससे यात्री आगे की ओर झुक जाता है। – उदाहरण: छड़ी से पीटने पर कालीन से धूल का झड़ना, या छाते को तेजी से हिलाने पर पानी की बूंदों का छिटकना।
💡 उत्तर / हल:
Give some examples of inertia from daily life. Why does a person sitting inside a moving vehicle bend forward when brakes are applied suddenly?
Reason: The passenger’s lower body in contact with the seat stops immediately with the vehicle, but the upper body tends to remain in motion due to the inertia of motion, causing the passenger to bend forward.
Examples: Dust falling off a beaten rug, or water droplets flying off an umbrella when shaken rapidly.
Question 7
Why does a person bend backwards when a…
जब कोई वाहन अचानक चलने लगता है तो…
📝 Question:
**: Why does a person bend backwards when a vehicle starts to move suddenly?
💡 Solution:
Why does a person bend backwards when a vehicle starts to move suddenly?
When the vehicle starts suddenly, the feet/lower body move forward along with the vehicle, while the upper body remains at rest due to the inertia of rest, causing the body to tilt backward.
📝 प्रश्न:
जब कोई वाहन अचानक चलने लगता है तो व्यक्ति पीछे की ओर क्यों झुकता है? जब वाहन अचानक चलता है, तो पैर और शरीर का निचला भाग वाहन के साथ आगे बढ़ता है, जबकि ऊपरी भाग विराम के जड़त्व (inertia of rest) के कारण स्थिर रहने की कोशिश करता है, जिससे शरीर पीछे की ओर झुक जाता है।
💡 उत्तर / हल:
Why does a person bend backwards when a vehicle starts to move suddenly?
When the vehicle starts suddenly, the feet/lower body move forward along with the vehicle, while the upper body remains at rest due to the inertia of rest, causing the body to tilt backward.
Question 8
Activity 2 Plastic Bottles
दो प्लास्टिक की बोतलों A खाली और B…
📝 Question:
(Activity 2: Plastic Bottles)
💡 Solution:
When pushing two plastic bottles ‘A’ (empty) and ‘B’ (filled with water), which bottle fell easily and why?
The empty bottle ‘A’ fell easily because it has less mass, and therefore less inertia, offering less resistance to the external force.
📝 प्रश्न:
दो प्लास्टिक की बोतलों ‘A’ (खाली) और ‘B’ (पानी से भरी) को धक्का देने पर कौन सी बोतल आसानी से गिर गई और क्यों? खाली बोतल ‘A’ आसानी से गिर गई क्योंकि इसका द्रव्यमान कम है, जिसके कारण इसका जड़त्व भी कम होता है और यह बाहरी बल का कम प्रतिरोध करती है।
💡 उत्तर / हल:
When pushing two plastic bottles ‘A’ (empty) and ‘B’ (filled with water), which bottle fell easily and why?
The empty bottle ‘A’ fell easily because it has less mass, and therefore less inertia, offering less resistance to the external force.
Question 9
Activity 2 Bicycle Braking
अकेले साइकिल चलाते समय ब्रेक लगाकर उसे रोकना…
📝 Question:
(Activity 2: Bicycle Braking)
💡 Solution:
Why is it easier to stop a bicycle when riding alone compared to when a friend sits behind on the carrier?
Adding a friend increases the total mass of the system. Since mass is the measure of inertia, the heavier system has greater inertia of motion and requires a larger braking force to bring it to rest.
📝 प्रश्न:
अकेले साइकिल चलाते समय ब्रेक लगाकर उसे रोकना आसान क्यों होता है, जबकि पीछे दोस्त के बैठने पर अधिक बल क्यों लगाना पड़ता है? पीछे दोस्त के बैठने से कुल द्रव्यमान बढ़ जाता है। चूंकि द्रव्यमान जड़त्व की माप है, इसलिए भारी निकाय में गति का जड़त्व अधिक होता है और इसे रोकने के लिए अधिक ब्रेक बल लगाना पड़ता है।
💡 उत्तर / हल:
Why is it easier to stop a bicycle when riding alone compared to when a friend sits behind on the carrier?
Adding a friend increases the total mass of the system. Since mass is the measure of inertia, the heavier system has greater inertia of motion and requires a larger braking force to bring it to rest.
Section 5.3
First Law of Motion Examples
खंड
गति के प्रथम नियम के उदाहरण
Question 10
Why do dust particles get removed on beating…
छड़ी से पीटने पर कंबल से धूल के…
📝 Question:
**: Why do dust particles get removed on beating a blanket with a rod?
💡 Solution:
Why do dust particles get removed on beating a blanket with a rod?
When the blanket is beaten, it suddenly moves into motion. The dust particles tend to stay at rest due to the inertia of rest and separate out from the fabric.
📝 प्रश्न:
छड़ी से पीटने पर कंबल से धूल के कण बाहर क्यों निकल आते हैं? छड़ी से पीटने पर कंबल अचानक गति में आ जाता है। धूल के कण विराम के जड़त्व के कारण अपनी जगह स्थिर रहने की कोशिश करते हैं और कंबल से अलग हो जाते हैं।
💡 उत्तर / हल:
Why do dust particles get removed on beating a blanket with a rod?
When the blanket is beaten, it suddenly moves into motion. The dust particles tend to stay at rest due to the inertia of rest and separate out from the fabric.
Question 11
Why do fruits drop down when the branch…
पेड़ की शाखा को तेजी से हिलाने पर…
📝 Question:
**: Why do fruits drop down when the branch of a tree is shaken vigorously?
💡 Solution:
Why do fruits drop down when the branch of a tree is shaken vigorously?
Shaking sets the branches in motion, but the attached fruits remain at rest due to inertia of rest. The resulting force breaks the stem, and gravity pulls the fruits down.
📝 प्रश्न:
पेड़ की शाखा को तेजी से हिलाने पर फल नीचे क्यों गिर जाते हैं? शाखा को हिलाने से वह गति में आ जाती है, परंतु फल विराम के जड़त्व के कारण स्थिर रहने का प्रयास करते हैं। इससे लगे बल के कारण डंठल टूट जाता है और फल नीचे गिर जाते हैं।
💡 उत्तर / हल:
Why do fruits drop down when the branch of a tree is shaken vigorously?
Shaking sets the branches in motion, but the attached fruits remain at rest due to inertia of rest. The resulting force breaks the stem, and gravity pulls the fruits down.
Question 12
When we jump vertically inside a uniformly moving…
जब हम एकसमान गति से चलती ट्रेन में…
📝 Question:
**: When we jump vertically inside a uniformly moving train, why do we land back in the exact same position?
💡 Solution:
When we jump vertically inside a uniformly moving train, why do we land back in the exact same position?
While inside the moving train, the jumper possesses the same horizontal velocity as the train. Due to the inertia of motion, the horizontal velocity remains unchanged during the jump, causing the person to land at the exact same spot.
📝 प्रश्न:
जब हम एकसमान गति से चलती ट्रेन में ऊपर की ओर कूदते हैं, तो हम उसी स्थान पर वापस क्यों गिरते हैं? ऐसा क्यों होता है? चलती ट्रेन के भीतर होने के कारण व्यक्ति का क्षैतिज वेग ट्रेन के समान होता है। गति के जड़त्व के कारण कूदने के दौरान भी यह क्षैतिज वेग बना रहता है, जिससे व्यक्ति ठीक उसी स्थान पर वापस गिरता है।
💡 उत्तर / हल:
When we jump vertically inside a uniformly moving train, why do we land back in the exact same position?
While inside the moving train, the jumper possesses the same horizontal velocity as the train. Due to the inertia of motion, the horizontal velocity remains unchanged during the jump, causing the person to land at the exact same spot.
Section 5.4
Linear Momentum and Impact
खंड
रेखीय संवेग एवं प्रभाव
Question 13
If a tennis ball and a cricket ball…
यदि समान उच्च वेग से फेंकी गई टेनिस…
📝 Question:
**: If a tennis ball and a cricket ball thrown at the same high speed hit you, which one causes more hurt and why?
💡 Solution:
If a tennis ball and a cricket ball thrown at the same high speed hit you, which one causes more hurt and why?
The cricket ball causes more hurt because its mass is significantly greater than that of the tennis ball, giving it a much larger momentum (P = mv) at the same speed.
📝 प्रश्न:
यदि समान उच्च वेग से फेंकी गई टेनिस गेंद और क्रिकेट गेंद आपको मारती है, तो आपको किससे अधिक चोट लगेगी और क्यों? क्रिकेट गेंद से अधिक चोट लगेगी क्योंकि इसका द्रव्यमान टेनिस गेंद से बहुत अधिक होता है, जिससे समान चाल पर इसका संवेग (P = mv) बहुत अधिक होता है।
💡 उत्तर / हल:
If a tennis ball and a cricket ball thrown at the same high speed hit you, which one causes more hurt and why?
The cricket ball causes more hurt because its mass is significantly greater than that of the tennis ball, giving it a much larger momentum (P = mv) at the same speed.
Question 14
If a bicycle and a truck moving at…
यदि समान वेग से चल रही एक साइकिल…
📝 Question:
**: If a bicycle and a truck moving at the same velocity hit a wall, which one causes greater damage? Why?
💡 Solution:
If a bicycle and a truck moving at the same velocity hit a wall, which one causes greater damage? Why?
The truck causes far greater damage because its mass is extremely large compared to the bicycle, resulting in a massive momentum and a huge impact force upon stopping.
📝 प्रश्न:
यदि समान वेग से चल रही एक साइकिल और एक ट्रक दीवार से टकराते हैं, तो दीवार को अधिक नुकसान किससे होगा? क्यों? ट्रक से बहुत अधिक नुकसान होगा क्योंकि साइकिल की तुलना में ट्रक का द्रव्यमान बहुत अधिक होता है, जिससे उसका संवेग विशाल होता है और टकराकर रुकने पर अत्यधिक बल लगता है।
💡 उत्तर / हल:
If a bicycle and a truck moving at the same velocity hit a wall, which one causes greater damage? Why?
The truck causes far greater damage because its mass is extremely large compared to the bicycle, resulting in a massive momentum and a huge impact force upon stopping.
Question 15
Activity 4
गीली रेत की ट्रे पर समान ऊंचाई से…
📝 Question:
(Activity 4)
💡 Solution:
When a cricket ball and a plastic ball are dropped simultaneously from the same height onto wet sand, is their impact identical? Why does a ball dropped from a greater height sink deeper?
The impact is not identical; the heavier cricket ball leaves a deeper impression due to its greater mass.
When dropped from a greater height, the ball attains a higher velocity before impact, resulting in greater momentum (P = mv) and thus sinking deeper.
📝 प्रश्न:
गीली रेत की ट्रे पर समान ऊंचाई से एक क्रिकेट गेंद और एक प्लास्टिक गेंद गिराने पर क्या दोनों का प्रभाव समान होता है? अधिक ऊंचाई से गिराने पर गेंद रेत में अधिक क्यों धंसती है? 1. दोनों का प्रभाव समान नहीं होता; अधिक द्रव्यमान के कारण भारी क्रिकेट गेंद रेत में गहरा गड्ढा बनाती है। 2. अधिक ऊंचाई से गिराने पर गेंद टकराने से ठीक पहले अधिक वेग प्राप्त कर लेती है, जिससे उसका संवेग (P = mv) बढ़ जाता है और वह रेत में अधिक धंसती है।
💡 उत्तर / हल:
When a cricket ball and a plastic ball are dropped simultaneously from the same height onto wet sand, is their impact identical? Why does a ball dropped from a greater height sink deeper?
The impact is not identical; the heavier cricket ball leaves a deeper impression due to its greater mass.
When dropped from a greater height, the ball attains a higher velocity before impact, resulting in greater momentum (P = mv) and thus sinking deeper.
Section 5.5
Discuss Section 1 Questions & Numericals
खंड
Discuss Section 1 Questions & Numericals (विचारणीय प्रश्न एवं आंकिक प्रश्न – 1)
Question 16
Why does a fielder pull his hands backward…
उच्च गति से आती हुई गेंद को पकड़ते…
📝 Question:
**: Why does a fielder pull his hands backward while catching a fast-moving cricket ball?
💡 Solution:
Why does a fielder pull his hands backward while catching a fast-moving cricket ball?
Pulling the hands backward increases the time interval (Δ t) over which the ball’s momentum is reduced to zero. According to Newton’s second law (F = (Δ P)/(Δ t)), increasing Δ t significantly reduces the retarding force exerted on the hands, preventing injury.
📝 प्रश्न:
उच्च गति से आती हुई गेंद को पकड़ते समय खिलाड़ी अपने हाथों को पीछे की ओर क्यों खींचता है? हाथों को पीछे खींचने से गेंद के संवेग को शून्य तक लाने में लगा समय (Δ t) बढ़ जाता है। न्यूटन के द्वितीय नियमानुसार (F = (Δ P)/(Δ t)), समय अंतराल बढ़ने से हाथों पर लगने वाला विरोधी बल बहुत कम हो जाता है और हाथ चोटिल होने से बच जाते हैं।
💡 उत्तर / हल:
Why does a fielder pull his hands backward while catching a fast-moving cricket ball?
Pulling the hands backward increases the time interval (Δ t) over which the ball’s momentum is reduced to zero. According to Newton’s second law (F = (Δ P)/(Δ t)), increasing Δ t significantly reduces the retarding force exerted on the hands, preventing injury.
Question 17
Why do we get hurt more when jumping…
समान ऊंचाई से पक्के सीमेंटेड फर्श पर कूदने…
📝 Question:
**: Why do we get hurt more when jumping on a cemented floor than on a pile of hay from the same height?
💡 Solution:
Why do we get hurt more when jumping on a cemented floor than on a pile of hay from the same height?
On a cemented floor, the body comes to rest almost instantaneously (Δ t ≈ 0), resulting in a very large reaction force. On a pile of hay, the body sinks in gradually, increasing Δ t and thereby reducing the force acting on the legs.
📝 प्रश्न:
समान ऊंचाई से पक्के (सीमेंटेड) फर्श पर कूदने पर चोट अधिक क्यों लगती है, जबकि भूसे के ढेर पर कूदने पर कम? सीमेंटेड फर्श पर शरीर अत्यंत कम समय (Δ t ≈ 0) में विराम अवस्था में आ जाता है, जिससे फर्श द्वारा अत्यधिक प्रतिक्रिया बल लगता है। भूसे के ढेर पर शरीर धीरे-धीरे नीचे धंसता है, जिससे समय अंतराल (Δ t) बढ़ जाता है और पैरों पर लगने वाला बल घट जाता है।
💡 उत्तर / हल:
Why do we get hurt more when jumping on a cemented floor than on a pile of hay from the same height?
On a cemented floor, the body comes to rest almost instantaneously (Δ t ≈ 0), resulting in a very large reaction force. On a pile of hay, the body sinks in gradually, increasing Δ t and thereby reducing the force acting on the legs.
Question 18
Numerical
स्थिर चाल से चलती हुई किसी वस्तु पर…
📝 Question:
(Numerical)
💡 Solution:
A body moving at a constant speed is brought to rest in 0.25 s by applying a force of 200 N. Calculate the initial momentum of the body.
Retarding force F = 200 N
Time interval Δ t = 0.25 s
Final velocity v = 0 ⇒ Final momentum P2 = 0
According to Newton’s Second Law: F = (Δ P)/(Δ t) = (P1 – P2)/(Δ t)
स्थिर चाल से चलती हुई किसी वस्तु पर 200 N का बल लगाकर उसे 0.25 सेकंड में रोक दिया जाता है। वस्तु का प्रारंभिक संवेग ज्ञात कीजिए। – विरोधी बल F = 200 N – समय अंतराल Δ t = 0.25 सेकंड – अंतिम वेग v = 0 ⇒ अंतिम संवेग P2 = 0 – न्यूटन के द्वितीय नियमानुसार: F = (Δ P)/(Δ t) = (P1 – P2)/(Δ t) – 200 = (P1 – 0)/(0.25) ⇒ P1 = 200 × 0.25 = 50 kg m/s।
💡 उत्तर / हल:
A body moving at a constant speed is brought to rest in 0.25 s by applying a force of 200 N. Calculate the initial momentum of the body.
Retarding force F = 200 N
Time interval Δ t = 0.25 s
Final velocity v = 0 ⇒ Final momentum P2 = 0
According to Newton’s Second Law: F = (Δ P)/(Δ t) = (P1 – P2)/(Δ t)
A force of 5 N produces an acceleration of 8 m/s2 on mass m1 and 24 m/s2 on mass m2. What acceleration would the same force produce if both masses are tied together?
m1 = F/a1 = 5/8 kg = 0.625 kg
m2 = F/a2 = 5/24 kg ≈ 0.2083 kg
Total mass M = m1 + m2 = 5/8 + 5/24 = (15 + 5)/(24) = 20/24 = 5/6 kg
Combined acceleration a = F/M = 5/5/6 = 6 m/s2.
📝 प्रश्न:
5 N का बल द्रव्यमान m1 की वस्तु में 8 m/s2 का त्वरण तथा द्रव्यमान m2 की वस्तु में 24 m/s2 का त्वरण उत्पन्न करता है। यदि दोनों वस्तुओं को एक साथ बाँध दिया जाए, तो वही बल कितना त्वरण उत्पन्न करेगा? – m1 = F/a1 = 5/8 kg = 0.625 kg – m2 = F/a2 = 5/24 kg ≈ 0.2083 kg – कुल द्रव्यमान M = m1 + m2 = 5/8 + 5/24 = (15 + 5)/(24) = 20/24 = 5/6 kg – संयुक्त त्वरण a = F/M = 5/5/6 = 6 m/s2।
💡 उत्तर / हल:
A force of 5 N produces an acceleration of 8 m/s2 on mass m1 and 24 m/s2 on mass m2. What acceleration would the same force produce if both masses are tied together?
m1 = F/a1 = 5/8 kg = 0.625 kg
m2 = F/a2 = 5/24 kg ≈ 0.2083 kg
Total mass M = m1 + m2 = 5/8 + 5/24 = (15 + 5)/(24) = 20/24 = 5/6 kg
Combined acceleration a = F/M = 5/5/6 = 6 m/s2.
Question 20
If the net unbalanced force becomes zero will…
यदि परिणामी असंतुलित बल शून्य हो जाए तो…
📝 Question:
**: If the net unbalanced force becomes zero, will the momentum also become zero? Explain.
💡 Solution:
If the net unbalanced force becomes zero, will the momentum also become zero? Explain.
No, if the net unbalanced force is zero (F = 0), then (Δ P)/(Δ t) = 0, which means momentum P remains constant over time. If the object was already moving, it continues to move with constant non-zero momentum.
📝 प्रश्न:
यदि परिणामी असंतुलित बल शून्य हो जाए, तो क्या संवेग भी शून्य हो जाएगा? समझाइए। नहीं, यदि परिणामी असंतुलित बल शून्य (F = 0) है, तो (Δ P)/(Δ t) = 0 होता है, जिसका अर्थ है कि संवेग P नियत (अचर) रहता है। यदि वस्तु पहले से गतिमान थी, तो वह नियत अशून्य संवेग से गति करती रहेगी।
💡 उत्तर / हल:
If the net unbalanced force becomes zero, will the momentum also become zero? Explain.
No, if the net unbalanced force is zero (F = 0), then (Δ P)/(Δ t) = 0, which means momentum P remains constant over time. If the object was already moving, it continues to move with constant non-zero momentum.
Discuss Section 2 Questions & Conservation Numerical (विचारणीय प्रश्न एवं संवेग संरक्षण – 2)
Question 21
If action and reaction are always equal and…
यदि क्रिया और प्रतिक्रिया सदैव बराबर होते हैं…
📝 Question:
**: If action and reaction are always equal and opposite, explain how a bull is able to pull a cart forward.
💡 Solution:
If action and reaction are always equal and opposite, explain how a bull is able to pull a cart forward.
The bull pushes the ground backward with its feet at an angle (Faction). The ground exerts an equal and opposite reaction force (Freaction) forward on the bull. When the forward horizontal component of this ground reaction force exceeds the frictional force of the cart’s wheels, the bull and cart accelerate forward.
📝 प्रश्न:
यदि क्रिया और प्रतिक्रिया सदैव बराबर होते हैं तो समझाइए कि बैलगाड़ी को बैल आगे की ओर कैसे खींच पाता है? बैल अपने पैरों से जमीन को पीछे की ओर दबाता है (Fक्रिया)। जमीन बैल के पैरों पर आगे की ओर बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया बल (Fप्रतिक्रिया) लगाती है। जब जमीन से मिलने वाले इस प्रतिक्रिया बल का आगे की दिशा में घटक कार्ट के पहियों के घर्षण बल से अधिक हो जाता है, तो बैलगाड़ी आगे बढ़ जाती है।
💡 उत्तर / हल:
If action and reaction are always equal and opposite, explain how a bull is able to pull a cart forward.
The bull pushes the ground backward with its feet at an angle (Faction). The ground exerts an equal and opposite reaction force (Freaction) forward on the bull. When the forward horizontal component of this ground reaction force exceeds the frictional force of the cart’s wheels, the bull and cart accelerate forward.
Question 22
The motion of a rocket is based on…
रॉकेट की गति किस अवधारणा या नियम पर…
📝 Question:
**: The motion of a rocket is based on which law or concept?
💡 Solution:
The motion of a rocket is based on which law or concept?
Rocket motion is based on Newton’s Third Law of Motion (action-reaction) and the Law of Conservation of Linear Momentum.
📝 प्रश्न:
रॉकेट की गति किस अवधारणा या नियम पर आधारित है? रॉकेट की गति न्यूटन के तीसरे नियम (क्रिया-प्रतिक्रिया) तथा रेखीय संवेग संरक्षण के नियम पर आधारित है।
💡 उत्तर / हल:
The motion of a rocket is based on which law or concept?
Rocket motion is based on Newton’s Third Law of Motion (action-reaction) and the Law of Conservation of Linear Momentum.
Question 23
Why does a firefighter experience a strong backward…
बहुत तेज गति से पानी फेंकने वाली नली…
📝 Question:
**: Why does a firefighter experience a strong backward push when holding a hose that ejects water at high speed?
💡 Solution:
Why does a firefighter experience a strong backward push when holding a hose that ejects water at high speed?
As water rushes out of the nozzle forward at high speed (Faction), it exerts an equal and opposite reaction force (Freaction) backward on the hose pipe, pushing the firefighter backward.
📝 प्रश्न:
बहुत तेज गति से पानी फेंकने वाली नली (होज़ पाइप) को पकड़ने में अग्निशामक (firefighter) को पीछे की ओर झटका क्यों लगता है? पानी अत्यधिक वेग से आगे की ओर निकलता है (Fक्रिया), जिसके परिणामस्वरूप पानी पाइप पर पीछे की ओर बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया बल (Fप्रतिक्रिया) लगाता है, जिससे अग्निशामक को पीछे धक्का लगता है।
💡 उत्तर / हल:
Why does a firefighter experience a strong backward push when holding a hose that ejects water at high speed?
As water rushes out of the nozzle forward at high speed (Faction), it exerts an equal and opposite reaction force (Freaction) backward on the hose pipe, pushing the firefighter backward.
Question 24
Intext Numerical on Conservation of Momentum
1 kg और 2 kg द्रव्यमान के दो…
📝 Question:
(In-text Numerical on Conservation of Momentum)
💡 Solution:
Two bodies of masses 1 kg and 2 kg are moving in the same direction at 2 m/s and 1 m/s respectively. They collide, and after collision, the velocity of the first body becomes 1.5 m/s. Find the velocity of the second body after collision.
m1 = 1 kg, u1 = 2 m/s, v1 = 1.5 m/s
m2 = 2 kg, u2 = 1 m/s, v2 = ?
By Law of Conservation of Momentum: m1 u1 + m2 u2 = m1 v1 + m2 v2
(1 × 2) + (2 × 1) = (1 × 1.5) + (2 × v2)
2 + 2 = 1.5 + 2 v2 ⇒ 4 = 1.5 + 2 v2
2 v2 = 2.5 ⇒ v2 = 1.25 m/s.
📝 प्रश्न:
1 kg और 2 kg द्रव्यमान के दो पिंड एक ही दिशा में क्रमशः 2 m/s और 1 m/s के वेग से गति कर रहे हैं। दोनों आपस में टकराते हैं। टक्कर के बाद पहले पिंड का वेग 1.5 m/s हो जाता है। टक्कर के बाद दूसरे पिंड का वेग ज्ञात कीजिए। – m1 = 1 kg, u1 = 2 m/s, v1 = 1.5 m/s – m2 = 2 kg, u2 = 1 m/s, v2 = ? – संवेग संरक्षण के नियमानुसार: m1 u1 + m2 u2 = m1 v1 + m2 v2 – (1 × 2) + (2 × 1) = (1 × 1.5) + (2 × v2) – 2 + 2 = 1.5 + 2 v2 ⇒ 4 = 1.5 + 2 v2 – 2 v2 = 2.5 ⇒ v2 = 1.25 m/s।
💡 उत्तर / हल:
Two bodies of masses 1 kg and 2 kg are moving in the same direction at 2 m/s and 1 m/s respectively. They collide, and after collision, the velocity of the first body becomes 1.5 m/s. Find the velocity of the second body after collision.
m1 = 1 kg, u1 = 2 m/s, v1 = 1.5 m/s
m2 = 2 kg, u2 = 1 m/s, v2 = ?
By Law of Conservation of Momentum: m1 u1 + m2 u2 = m1 v1 + m2 v2
(1 × 2) + (2 × 1) = (1 × 1.5) + (2 × v2)
2 + 2 = 1.5 + 2 v2 ⇒ 4 = 1.5 + 2 v2
2 v2 = 2.5 ⇒ v2 = 1.25 m/s.
Part 2
End-of-Chapter Exercises
भाग
अभ्यास के प्रश्न
Exercise Question 1
Choose the correct option
अभ्यास
सही विकल्प चुनिए
(b) only velocity /
(i) The reason for inertia of a body is: / किसी पिंड के जड़त्व का कारण है:
(a) only mass / केवल द्रव्यमान
(b) only velocity / केवल वेग
(c) mass and velocity both / द्रव्यमान और वेग दोनों
(d) None / कोई नहीं
Correct Option / सही उत्तर: (c) mass and velocity both / द्रव्यमान और वेग दोनों.
(ii) A boy sitting on the uppermost berth of a train drops a mango in the open hands of his brother sitting right below him while the train is coming to a halt. Where will the mango fall? / ?
(a) right in his brother’s hand /
(b) Some distance away from his hand opposite to the direction of train /
(c) Some distance away from his hands in the direction of the train /
Correct Option / : (c) Some distance away from his hands in the direction of the train / .
(ii) A boy sitting on the uppermost berth of a train drops a mango in the open hands of his brother sitting right below him while the train is coming to a halt. Where will the mango fall? / ट्रेन के सबसे ऊपरी बर्थ पर बैठा लड़का रुकने वाली ट्रेन में अपने ठीक नीचे बैठे भाई के खुले हाथों में आम गिराता है। आम कहाँ गिरेगा?
(a) right in his brother’s hand / उसके भाई के हाथ में
(b) Some distance away from his hand opposite to the direction of train / ट्रेन की दिशा के विपरीत कुछ दूरी पर
(c) Some distance away from his hands in the direction of the train / ट्रेन की दिशा में उसके हाथों से कुछ दूरी पर
(d) None of these / इनमें से कोई नहीं
Correct Option / सही उत्तर: (c) Some distance away from his hands in the direction of the train / ट्रेन की दिशा में उसके हाथों से कुछ दूरी पर.
(d) Law of conservation of momentum /
Correct Option / : (d) Law of conservation of momentum / .
(iii) The concept of rocket launching is based on: / रॉकेट लॉन्चिंग की अवधारणा किस पर आधारित है:
(a) First law of motion / गति का प्रथम नियम
(b) Second law of motion / गति का द्वितीय नियम
(c) Law of conservation of mass / द्रव्यमान संरक्षण का नियम
(d) Law of conservation of momentum / संवेग संरक्षण का नियम
Correct Option / सही उत्तर: (d) Law of conservation of momentum / संवेग संरक्षण का नियम.
(a) 500 N
(b) 500 kg m/s
(c) 30 kg m/s
(d) 30 N
Correct Option / : (c) 30 kg m/s.
Step-by-step Calculation:
Δ P = F × Δ t = 500 N × 0.06 s = 30 kg m/s.
(iv) A ball stops in 0.06 s when a force of 500 N is applied to it. The momentum of the ball is: / 500 N का बल लगाने पर एक गेंद 0.06 सेकंड में रुक जाती है। गेंद का संवेग है:
Correct Option / सही उत्तर: (c) 30 kg m/s.
Exercise Question 2
Fill in the blanks
अभ्यास
रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए
–
(ii) Both the ends of a balance are pulled with a weight of 20-20 kg on each side. The reading on the balance is …………………………… / 20-20 kg ……………………………
–
–
–
(v) Force is a ………………………………. quantity. / ……………………………….
–
(i) The law of conservation of momentum is applied in the absence of …………………………… / संवेग संरक्षण का नियम …………………………… की अनुपस्थिति में लागू होता है।
Answer / उत्तर: External force / असंतुलित बाहरी बल.
(ii) Both the ends of a balance are pulled with a weight of 20-20 kg on each side. The reading on the balance is …………………………… / तुला के दोनों सिरों को 20-20 kg भार से खींचा जाता है। तुला का पाठ्यांक …………………………… होगा।
Answer / उत्तर: Zero / शून्य.
(iii) The first law of motion is also known as the law of …………………………….. / गति के प्रथम नियम को …………………………….. का नियम भी कहा जाता है।
Answer / उत्तर: Inertia / जड़त्व.
(iv) If the acceleration of a body is doubled while keeping its mass constant, the force becomes ……………………………… / यदि किसी पिंड का द्रव्यमान स्थिर रखते हुए उसका त्वरण दोगुना कर दिया जाए, तो बल ……………………………… हो जाता है।
Answer / उत्तर: Double / दोगुना.
(v) Force is a ………………………………. quantity. / बल एक ………………………………. राशि है।
Answer / उत्तर: Vector / सदिश.
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 3
अभ्यास
Exercise Question 3
English: Steel will have the maximum inertia. Since all three solids have identical volume, the solid with the highest density (steel) has the greatest mass. Because mass is the quantitative measure of inertia, the steel block possesses the highest inertia.
Three solids made of aluminum, steel, and wood respectively have the same shape and volume. Which solid will have more inertia and why? / एल्युमीनियम, स्टील और लकड़ी से बने तीन ठोसों का आकार और आयतन समान है। बताइए कि इनमें से किस ठोस का जड़त्व अधिक होगा और क्यों?
Answer / उत्तर:
Hindi: स्टील के ठोस का जड़त्व सबसे अधिक होगा। चूंकि तीनों का आयतन समान है, इसलिए सबसे अधिक घनत्व वाले पदार्थ (स्टील) का द्रव्यमान सबसे अधिक होगा। चूंकि द्रव्यमान ही जड़त्व की माप है, अतः स्टील के ठोस का जड़त्व सर्वाधिक होगा।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 4
अभ्यास
Exercise Question 4
English: When falling on a hard floor, the utensils stop almost instantaneously (Δ t ≈ 0), resulting in a massive reaction force that shatters the glass. On sand, the sand yields and increases the stopping time (Δ t), drastically reducing the impact force.
Glass utensils break upon falling on a hard floor, but not when falling on sand. Why? / कांच के बने बर्तन जमीन पर गिरने पर टूट जाते हैं लेकिन रेत पर गिरने पर नहीं टूटते। ऐसा क्यों है?
Answer / उत्तर:
Hindi: कठोर जमीन पर गिरने पर बर्तन बहुत कम समय (Δ t ≈ 0) में विराम में आ जाता है, जिससे उस पर अत्यधिक बल लगता है और कांच टूट जाता है। रेत पर गिरने पर बर्तन धंसता है जिससे समय (Δ t) बढ़ जाता है और प्रभाव बल अत्यधिक घट जाता है।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 5
अभ्यास
Exercise Question 5
English:
Mathematical Form: F = ma = m (v – u)/(t)
Symbols:
F = Applied unbalanced force (in Newtons, N)
m = Mass of the body (in kg)
a = Acceleration produced (in m/s2)
u = Initial velocity (in m/s)
v = Final velocity (in m/s)
t = Time interval (in seconds, s)
Hindi:
Write the mathematical expression for the second law of motion and explain all symbols used. / गति के द्वितीय नियम का गणितीय व्यंजक लिखिए तथा इसमें प्रयुक्त सभी प्रतीकों का अर्थ लिखिए।
Answer / उत्तर:
गणितीय व्यंजक: F = ma = m (v – u)/(t)
प्रतीक:
F = आरोपित असंतुलित बल (न्यूटन, N में)
m = वस्तु का द्रव्यमान (किलोग्राम, kg में)
a = उत्पन्न त्वरण (m/s2 में)
u = प्रारंभिक वेग (m/s में)
v = अंतिम वेग (m/s में)
t = समय अंतराल (सेकंड में)
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 6
अभ्यास
Exercise Question 6
English: When a gun shoots a bullet forward (Faction), the bullet exerts an equal and opposite reaction force (Freaction) backward on the gun according to Newton’s Third Law, causing the gun to recoil.
Why does a gun recoil backward when fired? / बंदूक चलाने पर चलाने वाले को पीछे की ओर धक्का क्यों लगता है?
Answer / उत्तर:
Hindi: जब बंदूक से गोली आगे की ओर छोड़ी जाती है (Fक्रिया), तो न्यूटन के तीसरे नियमानुसार गोली बंदूक पर पीछे की ओर बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया बल (Fप्रतिक्रिया) लगाती है, जिससे बंदूक पीछे की ओर रिकॉइल होती है।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 7
अभ्यास
Exercise Question 7
English: When the bus accelerates or turns suddenly, the luggage tends to remain at rest or move straight due to the inertia of rest/direction, risking falling off. When brakes are applied, inertia of motion can throw it forward. Tying it with rope prevents displacement.
Why is luggage kept on the roof of a bus tied with a rope? / बस की छत पर रखे सामान को रस्सी से क्यों बाँधा जाता है?
Answer / उत्तर:
Hindi: जब बस अचानक चलती या मुड़ती है, तो सामान विराम/दिशा के जड़त्व के कारण अपनी स्थिति बनाए रखने की कोशिश करता है और गिर सकता है। अचानक ब्रेक लगने पर गति के जड़त्व के कारण सामान आगे गिर सकता है। रस्सी से बाँधने से सामान सुरक्षित रहता है।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 8
अभ्यास
Exercise Question 8
English:
Let mass of heavy body be M and lighter body be m (M > m).
Let their velocities be V and v respectively.
Given identical momentum: P = M V = m v ⇒ v/V = M/m
Since M > m ⇒ M/m > 1 ⇒ v/V > 1 ⇒ v > V.
Hence, the lighter body has a higher velocity.
Hindi:
Prove that if two bodies have the same momentum, the lighter body will have a greater velocity than the heavier body. / सिद्ध कीजिए कि यदि दो पिंडों का संवेग समान है, तो हल्के पिंड का वेग भारी पिंड के वेग से अधिक होगा।
Step-by-step Proof / चरणबद्ध उपपत्ति:
माना भारी पिंड का द्रव्यमान M तथा हल्के पिंड का द्रव्यमान m है (M > m)।
उनके वेग क्रमशः V और v हैं।
समान संवेग दिया है: P = M V = m v ⇒ v/V = M/m
चूंकि M > m ⇒ M/m > 1 ⇒ v/V > 1 ⇒ v > V।
अतः हल्के पिंड का वेग अधिक होगा।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 9
अभ्यास
Exercise Question 9
English:
Refutation: Action and reaction forces act on two different objects, so they never cancel each other out.
Reason for no motion: The static friction between the heavy car’s tires and the road is greater than the muscular push exerted by a single person. The car remains at rest because the pushing force fails to overcome static friction, not because of reaction cancellation.
Hindi:
A student argues that when we push a heavy parked car, the equal and opposite reaction force cancels our push, so the car doesn’t move. Counter this argument and explain why the car does not move. / एक छात्र तर्क देता है कि सड़क किनारे खड़ी कार पर हमारे द्वारा लगाया गया बल और प्रतिक्रिया बल एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं, इसलिए कार गति नहीं करती। इस तर्क का खंडन कीजिए और बताइए कि कार गति क्यों नहीं करती।
Answer / उत्तर:
तर्क का खंडन: क्रिया और प्रतिक्रिया बल दो अलग-अलग वस्तुओं पर लगते हैं, इसलिए वे कभी एक-दूसरे को निरस्त (cancel) नहीं कर सकते।
गति न होने का कारण: कार के पहियों और जमीन के बीच का स्थैतिक घर्षण बल हमारे द्वारा लगाए गए बल से अधिक होता है। जब तक हमारा बल घर्षण बल से अधिक नहीं होगा, कार गति में नहीं आएगी।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 10 (Numerical)
अभ्यास
Exercise Question 10 (Numerical)
Step-by-step Solution /
English:
Given: m = 50 kg, u = 4 m/s, v = 7 m/s, t = 6 s
Initial Momentum (P1) = m × u = 50 × 4 = 200 kg m/s
Final Momentum (P2) = m × v = 50 × 7 = 350 kg m/s
Applied Force (F) = (P2 – P1)/(t) = (350 – 200)/(6) = 150/6 = 25 N.
The velocity of a 50 kg body increases from 4 m/s to 7 m/s in 6 s under uniform acceleration. Calculate its initial momentum, final momentum, and applied force. / एकसमान त्वरण से गतिमान 50 kg द्रव्यमान के पिंड का वेग 6 सेकंड में 4 m/s से बढ़कर 7 m/s हो जाता है। पिंड के प्रारंभिक तथा अंतिम संवेग एवं उस पर आरोपित बल की गणना कीजिए।
Step-by-step हल / चरणबद्ध हल:
दिया है: m = 50 kg, u = 4 m/s, v = 7 m/s, t = 6 क्षेत्र/सेकंड
प्रारंभिक संवेग (P1) = m × u = 50 × 4 = 200 kg m/s
English: By Newton’s Third Law, both balls experience an equal magnitude of collision force. However, the lighter tennis ball experiences a greater change in motion/direction.
(ii) The momentum of which ball will change more? / ?
–
English: The football undergoes a greater change in momentum because its mass is significantly larger (mf > mt ⇒ Δ Pf = mf v > mt v).
(iii) The acceleration of which ball will be greatest? / ?
–
English: The tennis ball has the greatest acceleration because acceleration is inversely proportional to mass (a = F/m) for an equal force.
A football and a tennis ball moving at the same speed collide head-on and come to rest in 1 s. / एक फुटबॉल और एक टेनिस गेंद समान वेग से टकराकर 1 सेकंड में रुक जाते हैं।
(i) Which ball is more affected by the force? / किस गेंद पर बल का प्रभाव अधिक पड़ेगा?
Answer / उत्तर:
Hindi: न्यूटन के तीसरे नियमानुसार दोनों गेंदों पर समान परिमाण का बल लगता है, परंतु हल्की होने के कारण टेनिस गेंद की गति और दिशा पर अधिक प्रभाव पड़ता है।
(ii) The momentum of which ball will change more? / किस गेंद का संवेग अधिक बदलेगा?
Answer / उत्तर:
Hindi: फुटबॉल के संवेग में अधिक परिवर्तन होगा क्योंकि इसका द्रव्यमान बहुत अधिक है (mf > mt ⇒ Δ Pf = mf v > mt v)।
(iii) The acceleration of which ball will be greatest? / किस गेंद का त्वरण सबसे अधिक होगा?
Answer / उत्तर:
Hindi: टेनिस गेंद का त्वरण सबसे अधिक होगा क्योंकि समान बल लगने पर त्वरण द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है (a = F/m)।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 12
अभ्यास
Exercise Question 12
English:
Consider two bodies A and B of masses m_A, m_B with initial velocities u_A, u_B colliding for time t.
Force exerted by A on B: FAB = m_B (v_B – u_B)/(t)
Force exerted by B on A: FBA = m_A (v_A – u_A)/(t)
Total momentum after collision = Total momentum before collision.
Hindi:
A B u_A, u_B , t
A B : FAB = m_B (v_B – u_B)/(t)
B A : FBA = m_A (v_A – u_A)/(t)
m_B (v_B – u_B)/(t) = -m_A (v_A – u_A)/(t)
m_B v_B – m_B u_B = -m_A v_A + m_A u_A
m_A v_A + m_B v_B = m_A u_A + m_B u_B
Prove the Law of Conservation of Momentum (Total momentum before collision equals total momentum after collision). / संवेग संरक्षण के नियम को सिद्ध कीजिए (टक्कर से पूर्व एवं बाद का कुल संवेग नियत रहता है)।
Step-by-step Proof / चरणबद्ध उपपत्ति:
दो पिंडों A और द्रव्यमान m_A, m_B के प्रारंभिक वेग u_A, u_B हैं, जो t समय के लिए टकराते हैं।
A द्वारा B पर बल: FAB = m_B (v_B – u_B)/(t)
B द्वारा A पर बल: FBA = m_A (v_A – u_A)/(t)
तीसरे नियमानुसार: FAB = -FBA
टक्कर के बाद का कुल संवेग = टक्कर से पूर्व का कुल संवेग।
SECTION / EXERCISE
Exercise Question 13 (Graph Numerical)
अभ्यास
Exercise Question 13 (Graph Numerical)
`
Y (Force in N)
^
10 | +——————–+
| /| |
5 | / | |
| / | |
0 +—–+—+——————–+—> X (Time in sec)
0 2 4 6 8 10
`
Step-by-step Solution /
English:
The change in momentum (Δ P) equals the total area under the Force-Time (F-t) graph from t = 0 to t = 10 s.
Area = Area of Triangle (0 to 4 s) + Area of Rectangle (4 to 10 s)
Area of Triangle = 1/2 × base × height = 1/2 × 4 × 10 = 20 N s
Area of Rectangle = length × breadth = (10 – 4) × 10 = 6 × 10 = 60 N s
Total Change in Momentum (Δ P) = 20 + 60 = 80 kg m/s.
Hindi:
The Force-Time (F-t) graph of a 3 kg body is shown in the figure. Calculate the change in momentum of the body during t = 0 s to t = 10 s. / 3 kg द्रव्यमान के पिंड का बल-समय (F-t) ग्राफ संलग्न चित्र में दिया गया है। 0 से 10 सेकंड के दौरान पिंड के संवेग में परिवर्तन ज्ञात कीजिए।
Step-by-step हल / चरणबद्ध हल:
संवेग में परिवर्तन (Δ P) बल-समय (F-t) वक्र के अंतर्गत कुल क्षेत्रफल के बराबर होता है।
क्षेत्रफल = त्रिभुज का क्षेत्रफल (0 से 4 s) + आयत का क्षेत्रफल (4 से 10 s)
त्रिभुज का क्षेत्रफल = 1/2 × आधार × ऊंचाई = 1/2 × 4 × 10 = 20 N s
आयत का क्षेत्रफल = लंबाई × चौड़ाई = (10 – 4) × 10 = 6 × 10 = 60 N s