मात्रक/इकाई (भौतिक विज्ञान)

Total Questions: 15

1. 'फेम्टो' (Femto) का अर्थ है, दस की घात .......। [C.P.O.S.I. (T-I) 23 नवंबर, 2020 (I-पाली)]

Correct Answer: (c) -15
Solution:
  • फेम्टो (Femto) का अर्थ 10⁻¹⁵ है। इसे 'f' से प्रदर्शित करते हैं।
  • मुख्य भाग
    • अर्थ: फेमटो एक SI इकाई पूर्वसर्ग (prefix) है जो किसी मान को 10^-15 से गुणक बनाता है।
    • मानक रूपांतरण: 1 femtometer = 10^-15 meters (m) है। इसे अक्सर nuclear/Nano-scale मापन में प्रयोग किया जाता है।​
  • पूर्वसर्ग और क्रम
    • उपसर्ग श्रृंखला में फेमटो से पहले पाई जाने वाली इकाइयाँ इस प्रकार हैं
    • milli (10^-3), micro (10^-6), nano (10^-9), pico (10^-12), femto (10^-15), atto (10^-18), zetta (10^21) आदि। यह क्रम मदर मीटरिक प्रणाली में दूरी के बड़े से छोटे क्रम को दर्शाता है।​
    • फेमटो के प्रतीक (prefix symbol) f है
    • SI मानक पंक्ति में यह 10^-15 के निरपेक्ष स्केल को दर्शाता है।​
  • व्यावहारिक उदाहरण
    • फेमटोमीटर (fm) एक मापन इकाई है जिसका उपयोग परमाणु-स्तर या नाभिकीय दूरी मापने के लिए किया जाता है
    • 1 fm ≈ 10^-15 m है।​
    • फेमटो-यूनिट्स का प्रयोग विशेषकर क्वांटम फिजिक्स, परमाण्विक ट्रैकिंग, और लेजर पल्स की अत्यंत छोटी समय-आयाम (फेमटोसेकंड) के संदर्भ में भी होता है
    • जहाँ समय के स्केल को समझाने के लिए femto-संकेत के साथ प्रयोग किया जाता है।​

2. निम्नलिखित में से किस इकाई का प्रयोग सांद्रता (किसी पदार्थ की मात्रा) के मापन के लिए किया जाता है? [JE इलेक्ट्रिकल परीक्षा 24 मार्च, 2021 (II-पाली)]

Correct Answer: (b) मोल
Solution:
  • सांद्रता (किसी पदार्थ की मात्रा) की SI इकाई मोल/मी. होती है।
  • अतः मोल (Mole) इकाई का प्रयोग सांद्रता (किसी पदार्थ की मात्रा) के मापन में किया जाता है।
  • पदार्थ की मात्रा का SI मात्रक मोल (Mole) होता है। इसका संकेत मोल (mol) है।
  • अतः किसी पदार्थ का एक मोल उस पदार्थ की वह मात्रा है, जिसमें उसके मौलिक कणों की संख्या लगभग 6.022×1023 होती है।
  • परिचय
    • सांद्रता वह राशि है जो बताती है कि किसी विलयन में कितने moles of solute कितने moles के solvent में या कितने द्रव्यमान के अनुपात में मौजूद हैं
    • यानी पदार्थ की मात्रा तय करने के तरीके को दर्शाती है। मोल SI इकाई है
    • जिसका उपयोग पदार्थ की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है।​
  • प्रमुख इकाइयाँ और उनका प्रयोग
    • मोल (mol): पदार्थ की मात्रा मापने के लिए SI की आधार इकाई।
    • 1 mol वह मात्रा है जिसमें अवोगाड्रो स्थिरांक NA (लगभग 6.022×10^23) कण शामिल होते हैं।
    • यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं और विलयन की सांद्रताओं को स्पष्ट करने के लिए सबसे सामान्य माप हैं।​
    • molarity (M): एक लीटर विलयन में मौजूद mol की मात्रा, अर्थात moles per liter। यह द्रव्यमान-आधारित नहीं बल्कि द्रव की मात्रा पर निर्भर होती है
    • प्रयोगशाला में सबसे आम सांद्रता मापन की तरह प्रयोग होती है।​
    • mass percent, volume percent, molality आदि: इन सभी टिकाऊ तरीके हैं
    • जिनमें कुछ परिस्थितियों में मोल को सीधे प्रयोग में लाने के बजाय अन्य मात्राओं (जैसे g solute per 100 g solution, g/L, आदि) पर निर्भर किया जाता है।
    • लेकिन મૂળ इकाई जिसमें पदार्थ की मात्रा मापा जाता है, वह मोल है।​
  • विशेष बातें
    • मोल सीधे तौर पर "कितने अणु/पदार्थ के भाग" हैं, यह बताता है
    • सिर्फ द्रव्यमान; द्रव्यमान के साथ अदला-बदली के बिना भी अलग-अलग पदार्थों के लिए समान मोल मान संभव होते हैं
    • (उदाहरण: 1 mol NaCl में Na+ और Cl− की क्रमशः 1:1 मात्रा होती है, पर असल द्रव्यमान अलग होता है)।​
    • Environment या उद्योग-विशिष्ट मापों में PPM (parts per million) आदि भी उपयोग होते हैं
    • जो बहुत छोटे स्तर की सांद्रता बताने के लिए होते हैं, पर SI इकाई के तौर पर सुदृढ़ और मूल माप मोल ही है।​
  • सारांश
    • सांद्रता मापन के लिए सबसे उपयुक्त, और SI मानक इकाई mोल (mol) है।
    • यह पदार्थ की मात्रा को परमाणु-पैमाने पर मापता है और अन्य इकाइयों के साथ संदर्भ बनाता है।​
    • यदि चाहें, एक सरल उदाहरण से समझाते हैं: 1 मोल NaCl में Na+ के 6.022×10^23 परमाणु और Cl− के 6.022×10^23 आयन होते हैं
    • इसका द्रव्यमान क्रमशः Na और Cl के परमाणु द्रव्यमान पर निर्भर होता है।
    • यह दर्शाता है कि मोल से पदार्थ की मात्रा स्पष्ट होती है, जबकि द्रव्यमान केवल एक परिणाम है।​

3. राशि के मापन और उसकी इकाई का कौन-सा युग्म सुमेलित नहीं है? [CHSL (T-I) 19 अप्रैल, 2021 (III-पाली)]

Correct Answer: (d) वजन-घन मीटर
Solution:
  • वजन अर्थात भार का मात्रक बल के मात्रक के समान न्यूटन में व्यक्त किया जाता है
  • कि घन मीटर में। घन मीटर या मी. आयतन की इकाई है।
  • राशियाँ (Physical quantities) को दो भागों में व्यक्त किया जाता है: परिमाण (numerical value) और इकाई (unit).​
  • SI आधार राशियाँ और उनके मात्रक निर्धारित हैं, जिन्हें वैज्ञानिक मापन के लिए मानक माना जाता है
  • (जैसे दूरी के लिए मीटर, द्रव्यमान के लिए किलोग्राम, समय के लिए सेकंड).​​
  • कुछ राशियाँ सामान्यतः एक ही प्रकार के मात्रक का प्रयोग करती हैं (जैसे काम, ऊष्मा, ऊर्जा में जूल का समान SI मात्रक होता है).​
  • कौन-सा युग्म सुमेलित नहीं है
    • जब एक राशी की इकाई अन्य दो राशियों के लिए समान नहीं हो, तब वह युग्म “सुमेलित नहीं” माना जाता है।
    • आमतौर पर यह तब होता है
    • जब इकाई भिन्न प्रकार की हो (जैसे दूरी का मीटर बनाम द्रव्यमान का किलोग्राम) या किसी विशेष राशी के लिए मानक इकाई सामान्य उप-प्रमाणक से भिन्न हो।
  • उदाहरण के तौर पर:
    • दूरी (length) की इकाई मीटर (m) है
    • द्रव्यमान (mass) की इकाई किलोग्राम (kg) है
    • समय (time) की इकाई सेकंड (s) है
      इन तीनों के इकाईयां अलग-अलग हैं, इसलिए इन तीन राशियों के युग्मों में कभी भी एक ही इकाई नहीं होती।
    • यदि किसी प्रश्न में इनमें से एक राशि के साथ किसी अन्य राशि की इकाई समान दी जाए, तो संभव है कि वह युग्म सुमेलित नहीं माना जाए.​​
  • दोनों महत्वपूर्ण बिंदु
    • मापक (measurement) में यह समझना जरूरी है कि राशी के दो अवयव—परिमाण और इकाई
    • एक साथ जुड़कर ही राशी की माप दिखाते हैं: Q = N × U, जहां N परिमाण है और U इकाई है.​
    • मूल राशियाँ (fundamental quantities) SI प्रणाली में तीन मुख्य इकाइयों द्वारा मापा जा सकता है
    • अन्य राशियाँ इनसे व्युत्पन्न होती हैं; इसलिए "युग्म" सवाल में प्राथमिक इकाइयों की भिन्नता अक्सर सुमेलन का प्रश्न बनाती है.​
  • व्यावहारिक दृष्टिकोण (उन्नत स्पष्टीकरण)
    • अगर दिए गए विकल्पों में कहीं तीन राशियाँ हों जिनकी इकाइयाँ एक ही प्रकार की हैं (जैसे सभी मीटर हैं या सभी सेकंड हैं)
    • तो वे सुमेलित माने जाते हैं।
    • लेकिन अगर किसी एक राशि की इकाई अन्य दो राशियों से भिन्न हो, खासकर यदि वह भिन्न प्रकार की इकाई है
    • (जैसे मीटर बनाम सेकंड बनाम किलोग्राम), तो उस युग्म को सुमेलित नहीं कहा जाएगा।
    • यह विचार SI इकाइयों की पहचान और उनके प्रकार पर निर्भर करता है
    • दूरी (length), द्रव्यमान (mass), समय (time) आदि के लिए उनके मानक मात्रक अलग रहते हैं.​​
  • उदाहरण-समाधान शैली
    • उदाहरण: दूरी (meters, m), समय (seconds, s), द्रव्यमान (kilograms, kg) — इन तीनों की इकाइयाँ भिन्न हैं
    • अतः इन राशियों के युग्म अक्सर सुमेलित नहीं माने जाते। यदि प्रश्न में यही तीन राशियाँ हों, तो जवाब होगा कि इनमें से कोई भी युग्म सुमेलित नहीं है.​​
    • यदि दो राशियाँ एक ही इकाई साझा करें (जैसे दोनों लंबाई राशियाँ जो मापन में अलग संदर्भ के साथ meters दिखाती हों), तब संभव है
    • वे एक दूसरे के साथ सुमेलित हों, पर यह निर्भर करेगा कि परिमाण का मान भी संगत हो या नहीं.​
  • संदर्भ (सीधे उद्धरण)
    • राशियाँ एक संख्या और इकाई के गुणनफल से व्यक्त की जाती हैं: Q = N × U.​
    • आधारी मात्रक और इकाइयों के बीच संबंध मापन की नींव है.​
    • कुछ राशियाँ समान SI मात्रक से मापा जा सकता है, जैसे कि कार्य, ऊष्मा और ऊर्जा में जूल एक सामान्य इकाई है (यूनिट समान).​

4. समय की एस.आई. इकाई क्या है? [JE सिविल परीक्षा 23 मार्च, 2021 (II-पाली)]

Correct Answer: (d) सेकंड
Solution:
  • समय की SI इकाई सेकंड है। समय एक मूल राशि तथा एक अदिश राशि है
  • मूल बात
    • SI (International System of Units) के सात आधार इकाइयों में से एक,time की SI इकाई सेकंड है।
    • यह क्रम में मौलिक माप है ताकि अन्य समय संबंधित इकाइयों (मिनट, घंटा आदि) उसकी derivations से बनें.​
  • सेकंड की परिभाषा
    • वर्तमान परिभाषा के अनुसार सेकंड को निर्दिष्ट किया गया है कि यह निर्दिष्ट संख्या के समान आवृत्ति पर सेट होता है
    • सीज़ियम-133 परमाणु के अपरिवर्तित ग्राउंड-स्टेट हाइपरफाइन संक्रमण की फ्रीक्वेंसी ν के आधार पर, जिसे Hz (हर्ट्ज़) में मापा जाता है
    • एक सेकंड की परिभाषा 9,192,631,770 सैंपल्स के बराबर है
    • यह परिभाषा 1967 से ली गई है और CIPM/CGPM ने इसे स्वीकार किया.​
  • सेकंड के योग्यता/उपयोग
    • सेकंड समय-अंतराल मापने की मुख्य SI इकाई है
    • यह सभी समय मापों की आधारशिला है। घड़ियाँ, परमाणु घड़ियाँ, और सभी समय-गणना के उपकरण इस इकाई पर आधारित हैं.​
    • सामान्य दैनिक संदर्भ में मिनिट (60 सेकंड) और घंटा (60 मिनट) जैसे अन्य समय-आकार सेकंड पर ही निर्भर होते हैं.​
  • अन्य सम्बद्ध बातें
    • SI प्रणाली में अन्य 6 आधार इकाइयाँ, और सेकंड के साथ मिलकर समय-आयाम की पूरी यूनिट-पेयर बनते हैं
    • (जैसे गति, द्रव्यमान आदि के लिए परस्पर निर्भर इकाइयाँ).​
    • आधुनिक समय मापन में अत्यंत सटीक तकनीकें जाँच परख करती हैं
    • हर जगह सेकंड को बेस यूनिट के रूप में रखा गया है.​
  • हिंदी संदर्भ में एक संक्षिप्त तुलना
    • सेकंड vs मिनिट: 1 मिनिट = 60 सेकंड
    • सेकंड vs घंटा: 1 घंटा = 60 मिनिट = 3600 सेकंड
    • वर्ष, दशक आदि बड़ी इकाइयाँ समय की लंबी मापकाओं के लिए प्रयोग होते हैं, जबकि सेकंड आधार है.​
  • स्रोतों के नोट
    • सभी दावों के लिए मानक संदर्भ दिए गए स्रोतों के अनुसार: सेकेण्ड SI इकाई है
    • उसकी परिभाषा सीज़ियम-133 के संक्रमण पर आधारित है.​

5. किए गए कार्य की इकाई क्या है? [CGL (T-I) 01 दिसंबर, 2022 (I-पाली)]

Correct Answer: (b) जूल
Solution:
  • किए गए कार्य की इकाई जूल या न्यूटन मीटर है।
  • किसी वस्तु पर लगने वाले बल द्वारा किया गया कार्य बल की दिशा में स्थानांतरित दूरी तथा बल के परिमाण के गुणनफल के बराबर होता है।
  • कार्य में केवल परिमाण होता है, कोई दिशा नहीं होती है। कार्य एक अदिश राशि है।
  • उत्तर का संक्षिप्त संस्करण
  • कार्य की SI इकाई जूल (J) है।
    • जूल वह राशि है जिसे एक न्यूटन बल के प्रभाव में वस्तु ने बल की दिशा में एक मीटर displacement के क्रम में किया हो।
    • मतलब: W = F × s, जहाँ F बल है और s वह दूरी है जिसे बल के दिशा में वस्तु ने तय किया।
  • कार्य की परिभाषा
    • कार्य वह ऊर्जा परिवर्तन है जो जब किसी वस्तु पर बल लगाते समय और वह बल की दिशा में वस्तु विस्थापित होती है, घटित होता है।
    • गणितीय रूप से: W = F × d, जहाँ F बल (न्यूटन में) और d विस्थापित दूरी है (बल की दिशा में दूरी)।
    • कार्य एक सदिश राशि नहीं है; इसका मानक मात्रक सिर्फ magnitude है, दिशा विचारणीय नहीं है, क्योंकि यह scalar quantity है।
  • इकाई का बुनियादी परिचय
    • SI प्रणाली में बल की इकाई न्यूटन (N) है।
    • दूरी की इकाई मीटर (m) है।
    • therefore, कार्य की SI इकाई N × m = J (जूल) है।
    • एक जूल लगभग उसी दिन 1 J = 1 N·m के बराबर माना जाता है।
    • ऐतिहासिक/आउटपुट स्पेक्ट्रम में sometimes N·m का प्रयोग भी हो सकता है, पर SI में इसे J कहा जाता है।
  • उदाहरण और स्पष्टता
    • अगर किसी पिंड पर 2 N का बल सीधे उसके आगे वाली 3 m दूरी तक किया गया कार्य हो, तो W = F × d = 2 N × 3 m = 6 J।
    • अगर बल और विस्थापन perpendicular (90°) हों, तो और ऊँचा सेंसिंग
    • कार्य = F × d × cos(theta). theta = 90° पर cos(90°) = 0, अतः W = 0
    • aइस स्थिति में बल ने पिंड के साथ displacement की दिशा में काम नहीं किया, इसलिए कोई कार्य नहीं हुआ।
  • ध्यान रखने योग्य बिंदु
    • केवल ऊर्ध्वाधर दूरी नहीं, बल की दिशा के साथ वास्तविक displacement की दिशा का मिलान मायने रखता है।
    • ऊर्जा के एक रूप से दूसरे रूप में转换 के समय कार्य जरूरी रूप से होता है, पर हर स्थिति में इकाई वही रहती है: जूल (J).

6. निम्नलिखित में से किस भौतिक राशि (physical quan- titites) की SI इकाई वही है, जो कार्य (work) की है? [MTS (T-I) 07 जुलाई, 2022 (III-पाली)]

Correct Answer: (d) ऊर्जा
Solution:
  • ऊर्जा का SI पद्धति में मात्रक जूल होता है, जबकि कार्य का भी SI पद्धति में मात्रक जूल ही होता है।
  • मूल सिद्धांत
    • कार्य (work) की SI इकाई जूल (J) है. यह तब मापा जाता है जब बल F एक दूरी s के साथ काम करता है: W = F · s.​
    • ऊर्जा (energy) की SI इकाई भी जूल (J) है, क्योंकि ऊर्जा वह मात्रा है जो कुछ परिवर्तन के दौरान संसाधित या ट्रांसफर होती है
    • उसका SI मान एक ही यूनिट में मापा जाता है. उदाहरण के अनुसार, ऊर्जा के प्रश्नों में अक्सर जूल ही प्रयोग होता है.​
    • इस लिहाज से “कौन सी भौतिक राशि की SI इकाई कार्य के समान है” का उत्तर ऊर्जा भी हो सकता है
    • क्योंकि ऊर्जा और कार्य दोनों ही समान यूनिट(J) में व्यक्त होते हैं
    • ध्यान दें कि यह तुलना यूनिट के समान होने पर आधारित है
    • भौतिक राशियाँ भिन्न-भिन्न परिभाषाओं और भिन्न-परिमाणों के साथ भी उपयोगी होती हैं
    • (जैसे शक्ति, दाब, आदि के अपने-अपने यूनिट होते हैं).​
  • विस्तृत स्पष्टकरण
    • कार्य: किसी वस्तु पर बल का 적용 कर विस्थापन के साथ किया गया काम. SI इकाई: जूल (J). 1 जूल तब होता है
    • जब 1 न्यूटन बल वस्तु को 1 मीटर की दूरी में उसी दिशा में घुमा दे.​
    • ऊर्जा: सिस्टम की क्षमता अगर किसी प्रक्रिया में परिवर्तनशील है, तब वह ऊर्जा मानी जाती है
    • SI इकाई: जूल (J). उदाहरण: गतिज ऊर्जा, पोटेंशियल ऊर्जा आदि सभी जूल में मापी जाती हैं.​
    • अन्य भौतिक राशियाँ (जैसे शक्ति, काम में लगी दूरी, द्रव्यमान आदि) के लिए उनके अपने SI इकाइयाँ होती हैं
    • जो अक्सर कार्य के समान नहीं होतीं; पर यदि उनके माप स्वयं जूल में होते हैं
    • (जैसे ऊर्जा का मापन) तो वही यूनिट एक्शन में समान लग सकता है.​
  • संक्षिप्त निष्कर्ष
    • कार्य की SI इकाई: जूल (J) है.​
    • ऊर्जा की SI इकाई: जूल (J) है, इसलिए ऊर्जा भी वही यूनिट साझा कर सकती है.​
    • यदि प्रश्न से आशय “कौन सी भौतिक राशि की SI इकाई कार्य के समान है
    • तो उत्तर प्रमुखतः ऊर्जा है (क्योंकि दोनों की SI इकाई एक ही है)
    • लेकिन यह भौतिक राशि (energy) है, न कि कार्य ही, क्योंकि वे अलग-अलग भौतिक परिभाषाओं के साथ भौतिक-परिमाण हैं.​

7. चाल की SI इकाई ....... है। [CGL (T-I) 13 दिसंबर, 2022 (I-पाली)]

Correct Answer: (c) मीटर/सेकंड
Solution:
  • एकांक समय में किसी गतिशील वस्तु द्वारा किसी भी दिशा में तय की गई दूरी को चाल कहते हैं।
  • चाल का एस.आई. मात्रक मीटर/सेकंड होता है। यह एक अदिश राशि है। चाल का अन्य मात्रक किमी./घंटा है।
  • संकल्पना और परिभाषा
    • चाल वह दर है जिससे दूरी समय के साथ बदलती है। इसे दूरी/समय के रूप में परिभाषित किया जाता है, यानी d/t.​
    • SI इकाई के हिसाब से दूरी मीटर (m) है और समय सेकंड (s) है, इसलिए चाल की SI इकाई मीटर प्रति सेकंड है.​
  • प्रमुख बिंदु
    • सामान्य बोलचाल में चलन–मात्रक के रूप में किलोमिटर प्रति घंटा (km/h) या मील प्रति घंटे (mph) भी प्रयोग होते हैं, पर SI इकाई वही है: m/s.​
    • गति (velocity) भी दूरी/समय के रूप में मापी जाती है
    • वह दिशात्मक होने के कारण वेक्टर क्वांटिटी है
    • चाल केवल स्केलर क्वांटिटी है और उसका SI यूनिट भी m/s ही है.​
  • कैसे मापा जाता है
    • किसी वस्तु की चाल = कुल दूरी/कुल समय। दूरी मीटर में और समय सेकंड में मापा जाता है, इस कारण SI इकाई m/s बनती है.​
    • व्यावहारिक प्रदर्शन के लिए कभी-कभी km/h भी उपयोग किया जाता है
    • लेकिन यह SI यूनिट नहीं है; उसे m/s में बदला जा सकता है (1 m/s ≈ 3.6 km/h).​
  • तुलनात्मक सार
    • SI इकाई: मीटर प्रति सेकंड (m/s).​
    • वैकल्पिक इकाइयाँ (अक्सर उपयोगी): किलोमीटर प्रति घंटा (km/h), माइल प्रति घंटा (mph), फीट प्रति सेकंड (ft/s); पर ये SI के भीतर नहीं मानी जातीं.​

8. 'आवेग' को किस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है? [C.P.O.S.I. (T-I) 11 नवंबर, 2022 (III-पाली)]

Correct Answer: (d) किसी पिंड पर थोड़े समय के लिए कार्य करने वाला बल
Solution:
  • जब कोई अधिक परिमाण का बल किसी वस्तु पर अल्प समयांतर के लिए लगता है
  • (उदाहरण—बल्ले से गेंद मारना, हथौड़े से कील ठोकना), तो बल तथा समयावधि के गुणनफल को बल का आवेग कहते हैं।
  • आवेग को J से परिभाषित किया जाता है। आवेग की इकाई न्यूटन सेकंड या kg m/s है।
  • आवेग (J) = बल (F) × समयावधि (Δt) = संवेग में परिवर्तन
  • नोट - बल का मान नियत मानकर आवेग को परिभाषित किया जाता है।
  • मूल परिभाषा
    • आवेग I वह संवेग परिवर्तन है जो किसी पिंड पर एक अस्थायी बल (F) लगने से होता है
    • यह परिवर्तन समय अवधि Δt के बराबर होता है: I = F · Δt. यह सदिश राशि है और इसकी दिशा बल की दिशा के अनुरूप होती है.​
  • भौतिकी में अर्थ
    • आवेग का मतलब यह है कि बल कितनी देर तक अचानक लागू होता है
    • जिससे वस्तु की गति में परिवर्तन (Δv) होता है. Newton के दूसरे नियम से यह जुड़ा हुआ है
    • Δp = F Δt, जहाँ p = m v है; चूंकि p में द्रव्यमान स्थिर रहता है, आवेग बल द्वारा संवेग में परिवर्तन दर्शाता है.​
  • माप और सूत्र
    • आयाम: kg·m/s (यानी N·s). इसे पिंड के द्रव्यमान m और अंततः परिवर्तनशील गति Δv के साथ भी लिखा जा सकता है: I = m Δv.​
    • संवेग और आवेग में संबंध: आवेग का एक कारण संवेग परिवर्तन है
    • बल के समय के उत्पाद के रूप में यह परिभाषित है; यह बल-समय आयाम का एक राज्य-संसारिक गुण है.​
  • विमीय संदर्भ
    • आवेग एक वेक्टर राशि है, जिसकी दिशा बल की दिशा के समान होती है
    • अतः वही बल के अनुसार संकेतित होती है.​
  • दैनिक जीवन में उदाहरण
    • हथौड़े से चोट करना, बल्लेबाज का बल्ला फेंकना, या किसी कार के ब्रेक लगाने पर क्रिशक बल के कारण होने वाले संवेग परिवर्तन—all आवेग के कारण होते हैं
    • इन स्थितियों में बल के समयावधि के कारण संवेग में बदलाव आता है.​
  • पहचान योग्य मापदंड और आसपास के संबंधित विचार
  • आवेग बनाम संवेग
    • संवेग संपूर्ण चल रही गति से जुड़ा होता है
    • आवेग उसी संवेग परिवर्तन का माप है जो बल और समय के उत्पाद से पैदा होता है.​
  • प्रेरणा और अभ्यास के संदर्भ
    • physics में आवेग एक प्रमुख अवधारणा है जो टकराव, धमाकेदार प्रभाव, और गतिशील प्रणालियों के हल करने में केंद्रीय भूमिका निभाती है
    • इसके साथ संवेग संरक्षण (conservation of momentum) भी जुड़ा है
    • जहां बाहर से कोई औस्मिक बल न होने पर कुल आवेग संरक्षित रहता है.​

9. एक छोटी अवधि के दौरान किसी पिंड पर लगने वाले बल को ....... के रूप में जाना जाता है। [MTS (T-I) 13 सितंबर, 2023 (III-पाली)]

Correct Answer: (a) आवेग
Solution:
  • जब कोई अधिक परिमाण का बल किसी वस्तु पर अल्प समयांतर के लिए लगता है
  • (उदाहरण—बल्ले से गेंद मारना, हथौड़े से कील ठोकना), तो बल तथा समयावधि के गुणनफल को बल का आवेग कहते हैं।
  • आवेग को J से परिभाषित किया जाता है। आवेग की इकाई न्यूटन सेकंड या kg m/s है।
  • आवेग (J) = बल (F) × समयावधि (Δt) = संवेग में परिवर्तन
  • नोट - बल का मान नियत मानकर आवेग को परिभाषित किया जाता है।
  • संक्षिप्त उत्तर
    • ऐसी स्थिति में लगने वाले बल को असंतुलित बल (unbalanced force) कहा जाता है।
  • विस्तृत व्याख्या
    • बल वह बाह्य कार्रवाई है जो किसी पिंड की गति (वेग), दिशा या आकार में परिवर्तन ला सकता है
    • अगर लागू बल और संतुलन की स्थिति के कारण कुल/net बल शून्य हो, तो वस्तु की गति स्थिर रहती है
    • (विराम में या एक समान वेग से चलती रहती है). इस स्थिति में गति में बदलाव नहीं होता, अतः वह संतुलित बल कहलाते हैं.
    • इसके विपरीत, जब net force शून्य नहीं रहता, तो वस्तु पर बल असंतुलित होते हैं
    • इससे वेग/दिशा/आकार में बदलाव आता है. ऐसी स्थिति को असंतुलित बल कहते हैं
    • इसलिए वह बल जिनसे वस्तु की गति में परिवर्तन आता है, उन्हें असंतुलित बल कहा जाता है.
    • व्यापक तौर पर, किसी पिंड पर लगने वाला ऐसा बल जो वेग को बढ़ाता/घटाता है
    • दिशा बदलता है, उसे सामान्यतः असंतुलित बल कहा जाता है
    • यदि यह बल कम हो कर net acceleration देता है, तब भी इसे असंतुलित बल माना जाएगा.
  • उपयोगी नोट्स
    • “बल” और “विस्थापन” के बीच संबंध न्यूटन के द्वितीय कानून F = ma से समझा जा सकता है: net force के कारण वस्तु का त्वरण होता है
    • यही कारण है कि असंतुलित बल गति में परिवर्तन लाते हैं.
    • अगर आप किसी विशिष्ट वस्तु और परिस्थिति (जैसे घड़ी के स्प्रिंग पर लोड, फर्श पर दबाव, पानी में डूबी वस्तु आदि) के साथ एक उदाहरण दें
    • तब मैं उसी संदर्भ में असंतुलित बल की भूमिका और गणना भी स्पष्ट कर सकता हूँ।
  • उद्धरण/संदर्भ
    • यह व्याख्या सामान्य भौतिकी के बल-και-गति के सिद्धांतों पर आधारित है
    • क्लासरूम/शिक्षण संदर्भों में समान रूप से अपनाई जाती है
    • यदि चाहें तो मैं आपके लिए इसी विषय पर प्रैक्टिकल उदाहरणों सहित एक विस्तृत चेकलिस्ट बना सकता हूँ.

10. शुद्धगतिक श्यानता की गौस इकाई (Gaussian Unit) क्या है? [MTS (T-I) 01 सितंबर, 2023 (II-पाली)]

Correct Answer: (b) स्टोक्स
Solution:
  • शुद्धगतिक श्यानता (Kinematic viscosity) की गौस इकाई स्टोक्स से व्यक्त की जाती है।
  • गतिक श्यानता को निरपेक्ष श्यानता के रूप में परिभाषित किया जाता है
  • जबकि गतिज श्यानता (Dynamic Viscosity) की सामान्य इकाई पॉइस है।
  • शुद्ध गतिक श्यानता की SI इकाई मी. square/ सेकंड है।
  • शुद्धगतिक श्यानता क्या है
    • शुद्धगतिक श्यानता (ν) गतिशील श्यानता (μ) को घनत्व (ρ) से विभाजित करके प्राप्त होती है:
    • यह तरल के प्रवाह की गति पर निर्भर गुण है। CGS प्रणाली में इसकी इकाई सेंटीमीटर वर्ग प्रति सेकंड (cm²/s) या स्टोक्स (Stokes, St) होती है
    • जहाँ 1 St = 1 cm²/s।​
  • गौसियन इकाई प्रणाली का संदर्भ
    • गौसियन इकाइयाँ CGS प्रणाली का हिस्सा हैं, लेकिन ये मुख्यतः विद्युतचुंबकत्व के लिए हैं
    • जैसे गौस (G) चुंबकीय क्षेत्र B की इकाई। श्यानता जैसे यांत्रिक गुणों के लिए गौसियन इकाइयों का कोई मानक उपयोग नहीं है।
    • CGS में शुद्धगतिक श्यानता के लिए cm²/s ही मानक है, जो गौसियन से स्वतंत्र है।​
  • रूपांतरण उदाहरण
    • पानी की शुद्धगतिक श्यानता लगभग 0.01 cm²/s (20°C पर) होती है, जो 10⁻⁶ m²/s के बराबर है।
    • गतिशील श्यानता 0.001 Pa·s और घनत्व 1000 kg/m³ मानें, तो ν = 10⁻⁶ m²/s = 0.01 cm²/s।​
  • अतिरिक्त विवरण
    • CGS में स्टोक्स का नाम जॉर्ज गैब्रियल स्टोक्स के नाम पर है।
    • गौसियन प्रणाली में श्यानता को कभी-कभी सामान्य CGS इकाइयों से जोड़ा जाता है
    • लेकिन कोई विशिष्ट "गौस इकाई" शुद्धगतिक श्यानता के लिए परिभाषित नहीं। व्यावहारिक उपयोग में cm²/s ही प्रयोग होता है।​