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BSE Telangana • कक्षा 9 • Science • अध्याय 3
अनुमानित समय: 45 Mins
प्रगति: अध्ययनरत

गति के नियम (Laws of Motion)

कक्षा 7 विज्ञान में, अध्याय 8 "समय और गति का मापन" यांत्रिकी की गतिक नींव रखता है। 2026-27 एनसीईआरटी क्यूरियोसिटी पाठ्यक्रम पर आधारित, यह मास्टर सामग्री गति की परिभाषा और गणना, ऐतिहासिक आवधिक टाइमकीपिंग उपकरणों, सरल पेंडुलम और इसकी आइसोक्रोनिक समय अवधि, स्पीडोमीटर और ओडोमीटर इंस्ट्रूमेंटेशन, और दूरी-समय ग्राफ के निर्माण और व्याख्या की पड़ताल करती है।

⏳ क्या आपने कभी सोचा है?

बैटरी से चलने वाली घड़ियों के आविष्कार से पहले प्राचीन खगोलशास्त्री समय को कैसे मापते थे?

बाहर देखें: सूर्य पूर्व में उगता है, दोपहर में चरम पर पहुंचता है, और हर दिन सटीकता के साथ पश्चिम में अस्त होता है। प्राचीन सभ्यताएँ विशाल पत्थर की धूपघड़ी, पानी टपकाने वाले कटोरे और रेत के घंटे के चश्मे का उपयोग करके समय का पता लगाती थीं।

फिर 1583 में, गैलीलियो गैलीली नाम का एक 19 वर्षीय छात्र पीसा के कैथेड्रल में एक झूलते कांस्य झूमर को देख रहा था। अपने स्वयं के स्पंदन के साथ इसके झूलों का समय निर्धारित करते हुए, उन्होंने कुछ अविश्वसनीय पाया: चाहे झूमर चौड़े चापों में झूला हो या छोटे झूलों में, प्रत्येक झूले के लिए लिया गया समय समान था!

इस खोज ने पेंडुलम घड़ी बनाई और मानव नेविगेशन को बदल दिया। जब आप सटीक समय माप को दूरी के साथ जोड़ते हैं, तो आप गति की भौतिकी को अनलॉक करते हैं: गति, वेग और दूरी-समय ग्राफ़।

यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है

कक्षा 7 विज्ञान में, अध्याय 8 "समय और गति का मापन" यांत्रिकी की गतिक नींव रखता है। 2026-27 एनसीईआरटी क्यूरियोसिटी पाठ्यक्रम पर आधारित, यह मास्टर सामग्री गति की परिभाषा और गणना, ऐतिहासिक आवधिक टाइमकीपिंग उपकरणों, सरल पेंडुलम और इसकी आइसोक्रोनिक समय अवधि, स्पीडोमीटर और ओडोमीटर इंस्ट्रूमेंटेशन, और दूरी-समय ग्राफ के निर्माण और व्याख्या की पड़ताल करती है।

अध्ययन से पूर्व (आवश्यक ज्ञान)

  • लंबाई की मानक मीट्रिक इकाइयाँ: मीटर ($\text{m}$) और किलोमीटर ($\text{km}$)।
  • समय की इकाइयाँ: सेकंड ($\text{s}$), मिनट ($\text{min}$), और घंटे ($\text{h}$)।
  • कार्टेशियन अक्ष ($X$-अक्ष और $Y$-अक्ष) पर मूल ग्राफ प्लॉटिंग।

इस अध्याय के लक्ष्य

  • गति को परिभाषित करें और सूत्र $\text{Speed} = \frac{\text{Distance}}{\text{Time}}$ का उपयोग करके मानों की गणना करें।
  • $\frac{5}{18}$ रूपांतरण कारक का उपयोग करके गति इकाइयों को $\text{km/h}$ और $\text{m/s}$ के बीच परिवर्तित करें।
  • एक साधारण पेंडुलम की आवधिक गति का वर्णन करें, बॉब, दोलन और समय अवधि को परिभाषित करें।
  • एकसमान गति और गैर-समान गति के बीच अंतर बताएं।
  • दूरी-समय ग्राफ़ के ढलान से गति को प्लॉट करें, पढ़ें और गणना करें।

अध्याय रूपरेखा एवं प्रगति

1 1. गति एवं एकसमान बनाम गैर-समान गति
2 2. सरल पेंडुलम और समय का मापन
3 3. दूरी-समय ग्राफ़ और वाहन उपकरण

सम्पूर्ण सैद्धांतिक एवं वैचारिक अध्ययन

1. गति एवं एकसमान बनाम गैर-समान गति

1. गति क्या है?

गति इकाई समय में किसी वस्तु द्वारा तय की गई दूरी है:

$$\mathbf{\text{Speed} = \frac{\text{Distance Travelled}}{\text{Time Taken}} \quad \left(v = \frac{d}{t}\right)}$$

• SI इकाई: मीटर प्रति सेकंड ($\text{m/s}$)
• वाणिज्यिक इकाई: किलोमीटर प्रति घंटा ($\text{km/h}$)

$$\mathbf{1\text{ km/h} = \frac{1000\text{ m}}{3600\text{ s}} = \frac{5}{18}\text{ m/s}} \quad \text{and} \quad \mathbf{1\text{ m/s} = \frac{18}{5}\text{ km/h} = 3.6\text{ km/h}}$$
2. एकसमान बनाम गैर-समान प्रस्ताव
  • एकसमान गति: एक वस्तु एक सीधी रेखा के साथ चलती हुई समय के समान अंतराल में समान दूरी तय करती है (निरंतर गति; सीधी-रेखा दूरी-समय ग्राफ)।
  • गैर-समान गति: एक वस्तु जिसकी गति बदलती है, समय के समान अंतराल में असमान दूरी तय करती है (उदाहरण के लिए शहर के यातायात में एक कार; घुमावदार दूरी-समय ग्राफ)। यहां, हम औसत गति की गणना करते हैं: $$\mathbf{\text{Average Speed} = \frac{\text{Total Distance Travelled}}{\text{Total Time Taken}}}$$
3. कंक्रीट वर्क उदाहरण

उदाहरण: एक राजधानी एक्सप्रेस ट्रेन $4\text{ hours}$ में $360\text{ km}$ की दूरी तय करती है। $\text{km/h}$ और $\text{m/s}$.

में इसकी गति की गणना करें

$$\text{Speed} = \frac{360\text{ km}}{4\text{ h}} = \mathbf{90\text{ km/h}}$$

को $\text{m/s}$ में बदलें: $90 \times \frac{5}{18} = 5 \times 5 = \mathbf{25\text{ m/s}}$.

2. सरल पेंडुलम और समय का मापन

1. पेंडुलम की शारीरिक रचना

A सरल पेंडुलम में एक छोटी धातु की गेंद होती है (जिसे बॉब कहा जाता है) जो एक कठोर समर्थन से एक तनी हुई, हल्की डोरी द्वारा निलंबित होती है।

  • मीन स्थिति ($O$): बॉब की केंद्रीय ऊर्ध्वाधर आराम स्थिति.
  • चरम स्थितियाँ ($A$ और $B$): दोनों तरफ अधिकतम विस्थापन।
  • एक दोलन: माध्य स्थिति $O \to A \to B \to O$ (या चरम $A \to B \to A$ से) से शुरू होने वाली बॉब की गति।
  • समय अवधि ($T$): पेंडुलम द्वारा एक पूर्ण दोलन पूरा करने में लिया गया समय.
2. गैलीलियो का समकालिकता नियम
प्रमुख भौतिकी सिद्धांत: किसी दिए गए लोलक की समयावधि केवल उसकी डोरी की लंबाई पर निर्भर करती है! धात्विक बॉब के द्रव्यमान या स्विंग की चौड़ाई (आयाम) को बदलने से समय अवधि नहीं बदलती है।
3. कंक्रीट वर्क उदाहरण

उदाहरण: एक साधारण लोलक को $20$ दोलन पूरा करने के लिए $36\text{ seconds}$ लगता है। इसकी समयावधि क्या है?

$$\text{Time Period } (T) = \frac{\text{Total Time Taken}}{\text{Number of Oscillations}} = \frac{36\text{ s}}{20} = \mathbf{1.8\text{ seconds}}$$

3. दूरी-समय ग्राफ़ और वाहन उपकरण

1. स्पीडोमीटर बनाम ओडोमीटर
  • स्पीडोमीटर: वाहन की तात्कालिक गति को सीधे किलोमीटर प्रति घंटे ($\text{km/h}$) में रिकॉर्ड करता है।
  • ओडोमीटर: वाहन द्वारा तय की गई कुल संचयी दूरी किलोमीटर ($\text{km}$) में रिकॉर्ड करता है।
2. पढ़ने की दूरी-समय ($s-t$) ग्राफ़

$X$-अक्ष पर अंकित समय और $Y$-अक्ष पर दूरी वाले ग्राफ़ पर:

  • उद्गम से होकर सीधी रेखा:निरंतर गति पर एकसमान गति का प्रतिनिधित्व करता है। ढलान जितनी तीव्र होगी, गति उतनी ही अधिक होगी!
  • क्षैतिज रेखा $X$-अक्ष के समानांतर: दूरी समय के साथ नहीं बदल रही है → वस्तु विश्राम पर है (स्थिर, गति $= 0$).
  • घुमावदार रेखा: गैर-समान गति (तेज या धीमी गति से चलने वाली) का प्रतिनिधित्व करती है।

चित्रात्मक व्याख्या एवं मॉडल

Distance-Time Graph Shapes

Deciphering motion from line geometry
UNIFORM SPEED
Straight Slanted Line
Constant speed > 0
AT REST (STOPPED)
Horizontal Flat Line
Speed = 0
NON-UNIFORM
Curved Upwards
Changing speed

अध्याय का सार संक्षेप एवं 10 मुख्य निष्कर्ष

मुख्य बिंदु 1
गति: प्रति इकाई समय में तय की गई दूरी ($\text{Speed} = \frac{\text{Distance}}{\text{Time}}$); SI इकाई $\text{m/s}$ है.
मुख्य बिंदु 2
इकाई रूपांतरण: $1\text{ km/h} = \frac{5}{18}\text{ m/s}$; $1\text{ m/s} = 3.6\text{ km/h}$.
मुख्य बिंदु 3
सरल पेंडुलम: एक निलंबित धात्विक बॉब जो आवधिक दोलन गति प्रदर्शित करता है; इसकी समयावधि पूर्णतः लंबाई पर निर्भर करती है।
मुख्य बिंदु 4
समय अवधि: एक पूर्ण दोलन पूरा करने में लगने वाला समय ($T = \frac{\text{Total Time}}{\text{Number of Oscillations}}$)।
मुख्य बिंदु 5
वाहन मीटर: स्पीडोमीटर तात्कालिक गति मापता है ($\text{km/h}$); ओडोमीटर संचयी दूरी ($\text{km}$) मापता है।
मुख्य बिंदु 6
दूरी-समय ग्राफ़: तिरछी सीधी रेखा एक समान गति का प्रतिनिधित्व करती है; क्षैतिज रेखा स्थिर वस्तु का प्रतिनिधित्व करती है।

स्व-मूल्यांकन अभ्यास (Check Your Understanding)

मूल वैचारिक स्पष्टता की जांच के लिए नैदानिक प्रश्न। पहले स्वयं हल करें, फिर उत्तर देखें।

1
एक बस $54\text{ km/h}$ यात्रा करती है। इस गति को मीटर प्रति सेकंड ($\text{m/s}$) में बदलें।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: $15\text{ m/s}$
$\frac{5}{18}$ से गुणा करें: $54 \times \frac{5}{18} = 3 \times 5 = 15\text{ m/s}$.
2
एक साधारण लोलक 64 सेकंड में 40 दोलन पूरा करता है। इसकी समयावधि क्या है?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: $1.6\text{ seconds}$
समयावधि $= \frac{64\text{ s}}{40} = 1.6\text{ s}$.
3
दूरी-समय ग्राफ पर समय अक्ष के समानांतर एक क्षैतिज रेखा किसी वस्तु की गति की स्थिति के बारे में क्या दर्शाती है?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: यह इंगित करता है कि वस्तु शून्य गति के साथ स्थिर (आराम की स्थिति में) है, क्योंकि गुजरते समय के साथ दूरी नहीं बदलती है।
जबकि समय आगे बढ़ता रहता है, दूरी स्थिर रहती है।
4
सुबह 8:00 बजे, कार का ओडोमीटर $57,321.0\text{ km}$ पढ़ता है। सुबह 8:30 बजे, इसमें $57,345.0\text{ km}$ लिखा होता है। $\text{km/h}$.
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: $48\text{ km/h}$
दूरी $= 57,345 - 57,321 = 24\text{ km}$ में कार की गति ज्ञात कीजिए। समय $= 30\text{ min} = 0.5\text{ h}$. $\text{Speed} = \frac{24}{0.5} = 48\text{ km/h}$.
5
यदि दो पेंडुलम $A$ और $B$ की लंबाई समान है लेकिन पेंडुलम $A$ में भारी पीतल का बॉब है और पेंडुलम $B$ में हल्के लकड़ी का बॉब है, तो किसकी समयावधि लंबी है?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: दोनों पेंडुलम की समयावधि बिल्कुल समान है। एक साधारण पेंडुलम की समय अवधि बॉब के द्रव्यमान या सामग्री से पूरी तरह से स्वतंत्र होती है।
पेंडुलम के बारे में गैलीलियो के नियम को याद करें।
अध्याय का अध्ययन पूर्ण हुआ?
अभ्यास के लिए तैयार?

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