स्थूल पदार्थों के गुण-(भौतिक विज्ञान)

Total Questions: 52

41. लोहे की सुई पानी की सतह पर किस कारण से तैरती रहती है? [U.P. P.C.S. (Mains) 2012]

(a) पानी के उत्प्लावन के कारण
(b) पृष्ठ तनाव के कारण
(c) श्यानता के कारण
(d) गुरुत्वाकर्षणीय बल के कारण

Correct Answer: (b) पृष्ठ तनाव के कारण

Solution:लोहे का घनत्व पानी से अधिक होता है, इसलिए यह सामान्यतः पानी में डूब जाती है। हालाँकि, एक छोटी लोहे की सुई को सावधानी से पानी की सतह पर रखने पर वह तैर सकती है। यह पृष्ठ तनाव (Surface Tension) के कारण होता है। पानी के अणु सतह पर एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं, जिससे सतह एक पतली, लोचदार झिल्ली की तरह व्यवहार करती है। यह झिल्ली सुई के छोटे वजन को सहारा दे सकती है, जिससे वह डूबने से बच जाती है।

42. जब कुएं से पानी की बाल्टी को ऊपर खींचते हैं, तो हमें महसूस होता है कि बाल्टी- [U.P.P.C.S.(Pre) 2009]

(a) पानी की सतह से ऊपर भारी हो गई है।
(b) पानी की सतह से ऊपर हल्की हो गई है।
(c) पानी से बाहर आकर स्थिरता खो बैठी है।
(d) पानी से बाहर आकर उसके द्रव्यमान (Mass) में वृद्धि हुई है।

Correct Answer: (a) पानी की सतह से ऊपर भारी हो गई है।

Solution:आर्किमिडीज के प्लवन के सिद्धांत के अनुसार, किसी भी वस्तु का भार पानी में कम तथा पानी की सतह के ऊपर अधिक प्रतीत होता है। वस्तु के भार में प्रतीतित कमी पानी द्वारा वस्तु पर ऊपर की दिशा में लगाए गए बल के कारण होती है तथा यह कमी वस्तु द्वारा विस्थापित जल के भार के बराबर होती है।

43. एक भारहीन गुब्बारे में 200 ग्राम जल भरा गया है। इसका जल में भार होगा- [U.P.R.O./A.R.O (Mains) 2014]

(a) शून्य
(b) 100 ग्राम
(c) 200 ग्राम
(d) 400 ग्राम

Correct Answer: (a) शून्य

Solution:आर्किमिडीज़ के सिद्धांत के अनुसार, किसी तरल में डूबी हुई वस्तु पर लगने वाला उत्प्लावन बल, वस्तु द्वारा हटाए गए तरल के वजन के बराबर होता है।
यहाँ, गुब्बारे में 200 ग्राम जल भरा है। जब इसे जल में डुबोया जाता है, तो यह अपने आयतन के बराबर जल को हटाएगा।
चूंकि गुब्बारे में भरा हुआ तरल (जल) वही है जिसमें इसे डुबोया जा रहा है (जल), और इसका द्रव्यमान 200 ग्राम है, तो यह 200 ग्राम जल ही हटाएगा।
तो, उत्प्लावन बल 200 ग्राम जल के भार के बराबर होगा।
गुब्बारे का वास्तविक भार = 200 ग्राम-भार।
उत्प्लावन बल = 200 ग्राम-भार।
जल में आभासी भार = वास्तविक भार - उत्प्लावन बल = 200 ग्राम-भार - 200 ग्राम-भार = 0 ग्राम-भार।
इसलिए, इसका जल में भार शून्य होगा |

44. बादलों के वायुमंडल में तैरने का कारण है, उनका कम- [I.A.S. (Pre) 1995]

(a) ताप
(b) वेग
(c) दाब
(d) घनत्व

Correct Answer: (d) घनत्व

Solution:बादल पानी की छोटी-छोटी बूंदों और/या बर्फ के क्रिस्टलों से बने होते हैं। ये बूंदें और क्रिस्टल बहुत छोटे होते हैं और वायुमंडल में हवा के सापेक्ष इनका घनत्व बहुत कम होता है। कम घनत्व के कारण, इन पर लगने वाला उत्प्लावन बल इनके गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करने में मदद करता है, जिससे ये हवा में तैरते रहते हैं।

45. समुद्र में प्लवन करते हुए आइसबर्ग का कितना भाग समुद्र की सतह से ऊपर होता है? [U.P.P.C.S. (Pre) 2005]

(a) 1/9
(b) 1/10
(c) 1/6
(d) 1/4

Correct Answer: (b) 1/10

Solution:बर्फ का घनत्व लगभग

0.917 g/cm³

होता है, और समुद्री जल का घनत्व लगभग

1.025 g/cm³

होता है। जब कोई वस्तु किसी तरल में तैरती है, तो वस्तु के कुल आयतन का वह भाग जो डूबा रहता है, वस्तु के घनत्व और तरल के घनत्व के अनुपात के बराबर होता है:

डूबा हुआ भाग का अनुपात = (वस्तु का घनत्व) / (तरल का घनत्व) डूबा हुआ भाग का अनुपात $\approx 0.917/1.025 \approx 0.894$

यानी, लगभग $89.4%$ भाग डूबा रहता है।

सतह से ऊपर का भाग = $1 - 0.894 = 0.106$ या लगभग $10.6%$ ।

यह $1/10$ के करीब है।

46. पानी के एक ग्लास में एक बर्फ का टुकड़ा तैर रहा है। जब बर्फ पिघलती है, तो पानी के स्तर पर क्या प्रभाव होगा? वह- [M.P.P.C.S. (Pre) 2008]

(a) बढ़ेगा
(b) कम होगा
(c) उतना ही होगा
(d) पहले बढ़ेगा फिर कम होगा

Correct Answer: (c) उतना ही होगा

Solution:आर्किमिडीज के अनुसार, वस्तु अपने भार के बराबर ही द्रव में स्थान घेरती है।

जब बर्फ पिघलती है, तो वह उसी आयतन के पानी में बदल जाती है जितना उसने तैरते समय विस्थापित किया था। इसका मतलब है कि पिघलने के बाद पानी का आयतन, बर्फ द्वारा विस्थापित पानी के आयतन के बराबर होगा, जिससे पानी का स्तर उतना ही रहेगा। अतः आयतन में कोई परिवर्तन नहीं होगा।

47. बर्फ का एक टुकड़ा पानी से लबालब भरे बीकर में तैर रहा है। जब पूरी बर्फ पिघल जाए, तब [67th B.P.S.C. (Pre) 2022]

(a) पानी फर्श पर फैल जाएगा
(b) बीकर में पानी का स्तर नीचे आ जाएगा
(c) पानी का स्तर पहले गिरेगा और फिर यह बीकर से बाहर
(d) जल-स्तर नहीं बदलेगा
(e) उपर्युक्त में से कोई नहीं/उपर्युक्त में से एक से अधिक

Correct Answer: (d) जल-स्तर नहीं बदलेगा

48. पानी के 4 डिग्री से. पर शरीर तैरता है, यदि तापमान 100 डिग्री से. हो, जाए तो- [M.P. P.C.S. (Pre) 1999]

(a) शरीर डूब जाएगा।
(b) कोई परिवर्तन नहीं होगा।
(c) कुछ अधिक भाग पानी में डूबेगा।
(d) अधिक आसानी से तैरेगा।

Correct Answer: (a) शरीर डूब जाएगा।

Solution:द्रवों को गर्म करने पर उनके आयतन में वृद्धि परंतु घनत्य में कमी होती है। 4 डिग्री सेंटीग्रेड पर शरीर पानी में तैरता है, क्योंकि शरीर का घनत्व 4 डिग्री सेंटीग्रेड जल के घनत्व से कम होता है। जब तापमान 100 डिग्री सेंटीग्रेड हो जाएगा, तो पानी का घनत्व शरीर की अपेक्षा कम हो जाएगा और शरीर डूब जाएगा।

49. समुद्र में नदी की अपेक्षा तैरना आसान होता है, क्योंकि- [U.P. Lower Sub. (Pre) 2002]

(a) समुद्री जल नमकीन होता है।
(b) समुद्री जल गहरा होता है।
(c) समुद्री जल भारी होता है।
(d) समुद्री जल हल्का होता है।

Correct Answer: (a) समुद्री जल नमकीन होता है।

Solution:सोडियम क्लोराइड तथा अन्य लवणों की अधिकता के कारण समुद्री जल नमकीन होता है। फलतः समुद्री जल का घनत्व अधिक होता है तथा उसमें उत्प्लावकता भी अधिक होती है। इसलिए समुद्र के जल में तैरना आसान होता है।

50. एक पिण्ड का अधिकतम भार निम्नलिखित में से किसमें होता है? [U.P.P.C.S. (Mains) 2017]

(a) वायु
(b) जल
(c) हाइड्रोजन
(d) नाइट्रोजन

Correct Answer: (c) हाइड्रोजन

Solution:किसी पिण्ड का द्रव्यमान सदैव नियत रहता है और उसका भार दो चीजों पर निर्भर करता है- 1. गुरुत्व बल 2. पिण्ड पर लगने वाला उत्क्षेप बल। दिए गए विकल्प में हाइड्रोजन सबसे हल्का और विरल माध्यम है, अतः उसके द्वारा लगाया गया उत्क्षेप बल सबसे कम होगा। अतः पिण्ड का भार हाइड्रोजन में सर्वाधिक होगा।

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