Detailed explanations in West Bengal Board Class 9 Physical Science Book Solutions Chapter 1 मापन offer valuable context and analysis.
WBBSE Class 9 Physical Science Chapter 1 Question Answer – मापन
अति लघु उत्तरीय प्रश्नोत्तर (Very Short Answer Type) : 1 MARK
प्रश्न 1.
इकाई विहीन एक राशि का नाम बताइए।
उत्तर :
दो सजातीय राशियों का अनुपात।
प्रश्न 2.
क्या आयतन की इकाई मौलिक इकाई है ?
उत्तर :
नहीं आयतन की इकाई व्युत्पन्न इकाई है।
प्रश्न 3.
S.I. इकाई में कुल कितनी मौलिक इकाइयों को मान्यता प्राप्त है ?
उत्तर :
सात।
प्रश्न 4.
पृथ्वी से सूर्य की दूरी मापने के लिए किस इकाई का प्रयोग करेंगे ?
उत्तर :
प्रकाश वर्ष।
प्रश्न 5.
एक व्युत्पन्न इकाई का उदाहरण दीजिए।
उत्तर :
पारसेक।
प्रश्न 6.
एक ऐसी भौतिक राशि का उदाहरण दीजिए जिसकी कोई इकाई नहीं होती है।
उत्तर :
परमाणु भार।
प्रश्न 7.
किसी द्रव पदार्थ का आयतन किस उपकरण से ज्ञात किया जा सकता है ?
उत्तर :
नपना बेलन।
प्रश्न 8.
एक प्रकाश वर्ष कितने मीटर के बराबर होता है ?
उत्तर :
9.46 × 1015 मीटर।
प्रश्न 9.
C.G.S. पद्धति में द्रव्यमान की इकाई क्या है?
उत्तर :
gm
प्रश्न 10.
दो अदैशिक भौतिक राशि के नाम लिखो।
उत्तर :
चाल, मात्रा।
प्रश्न 11.
दो दैशिक भौतिक राशि के नाम लिखो।
उत्तर :
बल, वेग।
प्रश्न 12.
दो इकाई विहीन भौतिक राशि के नाम लिखो।
उत्तर :
(i) परमाणु भार, (ii) घुलनशीलता।
प्रश्न 13.
M.K.S. पद्धति में कितनी मौलिक इकाई है ?
उत्तर :
3
प्रश्न 14.
C.G.S. पद्धति में आयतन की इकाई क्या है ?
उत्तर :
घन से॰मी०।
प्रश्न 15.
पृथ्वी सूर्य को कितने दिन में परिक्रमा करती है ?
उत्तर :
365 \(\frac{1}{4}\) दिन।
प्रश्न 16.
साधारण तुला से कौन सी मौलिक राशि मापते हैं ?
उत्तर :
चीनी, कपड़ा, समय इत्यादि।
प्रश्न 17.
इकाई किसे कहते हैं ?
उत्तर :
इकाई (Unit) : किसी भी भौतिक राशि को मापने के लिए इकाई की आवश्यकता होती है। अतः ‘ ‘इकाई एक मानी हुई प्रामाणिक (Standard) राशि है जिसके रूप में उसी प्रकार की अन्य भौतिक राशियाँ व्यक्त की जाती हैं।”
प्रश्न 18.
इकाई कितनी प्रकार की होती है ?
उत्तर :
इकाई दो प्रकार की होतो है –
(i) मौलिक इकाइयाँ (Fundamental Units)
(ii) व्युत्पन्न इकाइयाँ (Derived Units)।
प्रश्न 19.
विस्थापन दैशिक है या अदैशिक राशि ?
उत्तर :
सदिश राशि।
प्रश्न 20.
इकाई विहीन भौतिक राशि का एक उदाहरण दीजिए।
उत्तर :
इकाई के बिना किसी भौतिक राशि की माप को व्यक्त करना असम्भव और निरर्थक होता है।
प्रश्न 21.
बल और वेग का Dimensional सूत्र क्या है ?
उत्तर :
बल की विमा = द्रव्यमान की विमा x त्वरण की विमा = [M] × [T-2] = [MLT-2]
प्रश्न 22.
आयतन का आयाम लिखिए।
उत्तर :
किसी पदार्थ में रखे द्रव पदार्थ का आयतन, ज़िसकी माप की जा सकती है, भौतिक राशि है।
प्रश्न 23.
S.I. पद्धति की मूल-इकाइयाँ कौन-कौन सी हैं?
उत्तर :
मीटर, किलोग्राम तथा सेकेण्ड S.I. पद्धति कह मूल इकाईयाँ हैं।
प्रश्न 24.
सूक्ष्म समयान्तर जानने के लिए किस प्रकार की घड़ी का प्रयोग करते हैं?
उत्तर :
विराम घड़ी का उपयोग सूक्ष्म समयान्तर जानने के लिये करते हैं।
प्रश्न 25.
द्रव्यमान, आयतन और घनत्व में क्या सम्बन्ध है?
उत्तर :
प्रश्न 26.
S.I. पद्धति में तापक्रम की इकाई क्या है?
उत्तर :
केल्विन (Kelvin) S.I. पद्धति में तापक्रम की इकाई है।
प्रश्न 27.
बल की विमा लिखिए।
उत्तर :
M’ L’ T-2
प्रश्न 28.
साधारण स्केल का अल्पतमांक क्या है?
उत्तर :
0.1 cm
प्रश्न 29.
किस उपकरण द्वारा किसी वस्तु का भार ज्ञात किया जा सकता है ?
उत्तर :
तराजू मापने का उपकरण।
प्रश्न 30.
क्या सभी भौतिक राशियों की इकाई होती है ?
उत्तर :
सभी भौतिक राशियों की इकाई नहीं होती है।
प्रश्न 31.
आयतन को किस यंत्र द्वारा मापा जाता है ?
उत्तर :
घन सेण्टीमीटर के द्वारा मापा जाता है।
प्रश्न 32.
निम्न में कौन सी राशियाँ सदिश तथा अदिश हैं :
(क) लम्बाई
(ख) वजन
(ग) कार्य
(घ) वेग
उत्तर :
(क) लम्बाई – सदिश राशि
(ख) वजन – सदिश राशि
(ग) कार्य – सदिश राशि
(घ) वेग-सदिश राशि।
प्रश्न 33.
दी गयी राशियों की S.I. इकाई है –
(क) लम्बाई
(ख) मात्रा
(ग) समय
(घ) पदार्थ की मात्रा।
उत्तर :
भौतिक राशि।
प्रश्न 34.
वेग की विमा क्या है ?
उत्तर :
[M.MTT-1]
प्रश्न 35.
साधारण तुला में किस भौतिक राशि को मापा जाता है?
उत्तर :
मात्रा।
प्रश्न 36.
विमाविहीन भौतिक राशि का एक उदाहरण दीजिए।
उत्तर :
सापंक्षिक आर्द्रता।
प्रश्न 37.
C.G.S. पद्धति में G किस का संकेत है?
उत्तर :
gm
प्रश्न 38.
F.P.S. पद्धति में लम्बाई की इकाई क्या है?
उत्तर :
Foot
प्रश्न 39.
चेचक वायरस का आकार कितना है?
उत्तर :
1 से 2.5 Mb
प्रश्न 40.
अणु तथा परमाणु की मांत्रा का मापन किस इकाई में किया जाता है ?
उत्तर :
A.M.U.
प्रश्न 41.
अनियमित आकार के ठोस का आयतन किससे ज्ञात किया जाता है ?
उत्तर :
नपना बेलन तथा साधारण तुला।
प्रश्न 42.
1 नैनोमीटर का मान सेन्टी मीटर में कितना होता है ?
उत्तर :
10-7 cm
प्रश्न 43.
मीटर स्केल किस मिश्र धातु का बना होता है?
उत्तर :
प्लेटिनम इरीडियम।
प्रश्न 44.
C.G.S. पद्धति में मात्रा, समय तथा लम्बाई की मौलिक इकाई क्या है?
उत्तर :
gm, sec, cm
प्रश्न 45.
तीन मौलिक इकाइयों द्वारा गठित एक व्युत्पन्न इकाई का विभाएँ लिखो।
उत्तर :
दाब (ML-1 T-2)
लघु उत्तरीय प्रश्नोत्तर (Short Answer Type) : 2 MARKS
प्रश्न 1.
दैशिक और अदैशिक राशियों का दो-दो उदाहरण दीजिए।
उत्तर :
(i) दैशिक राशि (vector Quantity) : वेग, त्वरण।
(ii) अदैशिक राशि (Scalar Quanity) : मात्रा, चाल।
प्रश्न 2.
औसत मध्यमान, सौर दिवस (Mean solar day) से क्या समझते हो?
उत्तर :
मध्यमान सौर दिवस : सौर दिवस किसी स्थान के मध्याहन से होकर सूर्य के लगातार दो बार गुजरने में जो समय लगता है, उसे सौर दिवस कहते हैं। पूरे वर्ष के सौर दिवस का औसत मध्यमान और दिवस कहलाता है।
प्रश्न 3.
दैशिक राशि किसे कहते हैं ?
उत्तर :
दैशिक राशि (Vector quantity) : वे भौतिक राशियाँ जिसमें परिमाण (mangnitude) और दिशा दोनों का बोध होता है, उन्हें दैशिक राशियाँ (Vector quantity) कहते हैं। जैसे – वेग आदि।
प्रश्न 4.
किलोग्राम की परिभाषा लिखो।
उत्तर :
किलोग्राम (Kilogram) : ‘फफ्रांस की राजधानी पेरिस के निकट सेवरेस (Sevres) में स्थित International Bureau of weights and measures में रखे गये प्लेटिनम और इरिडियम (90: 10) के मिश्र धातु से निर्मित समान ऊँचाई तथा समान व्यास के बेलन की मात्रा 1 किलोग्राम मानी गयी है।”
प्रश्न 5.
क्या सभी भौतिक राशियों की इकाई होती है ? स्पष्ट कीजिए।
उत्तर :
सभी भौतिक राशियों की इकाई नहीं होती : सभी भौतिक राशियों को व्यक्त करने के लिए इकाई की आवश्यकता नहीं पड़ती है। ऐसी भौतिक राशियाँ जो सजातीय राशियों का अनुपात होती हैं, उन्हें व्यक्त करने के लिए इकाई की आवश्यकता नहीं पड़ती है। जैसे – आपेक्षिक घनत्व (Relative density), आपेक्षिक आर्द्रता (Relative humidity), घुलनशीलता (Solubility), अणुभार (molecular weight) इत्यादि भौतिक राशियों को व्यक्त करने के लिए केवल परिमाण की आवश्यकता पड़ती है, किसी इकाई की नहीं। इन्हें व्यक्त करने के लिए एक संख्यात्मक मान (Numerical Value) ही उपयुक्त होता है।
प्रश्न 6.
विस्थापनाभास त्रुटि से आप क्या समझते हैं ?
उत्तर :
विस्थापनाभास त्रुटि (Parallex error) : स्केल से पठन लेते समय यदि आँख की स्थिति पाठ्यांक से दायं या बायें हो, तो पठन सही नहीं मिलता है। इस त्रुटि को विस्थापना भास त्रुटि कहते हैं।
प्रश्न 7.
फर्मी क्या है ? इसका क्या उपयोग है ?
उत्तर :
फर्मी (Fermi) : यह परमाणु के केन्द्रक (न्यूक्लियस) का व्यास व्यक्त करने के काम में आनेवाली छोटी इकाई है। 1 फर्मी =10^{-13} सेमी० होता है।
प्रश्न 8.
भौतिक राशि की परिभाषा दीजिए।
उत्तर :
भौतिक राशियाँ (Physical quantities) : वे राशियाँ जिनकी माप-तौल ज्ञात की जाती है उन्हें भौतिक राशियाँ (Physical quantities) कहते हैं। इन भौतिक राशियों की एक विशिष्ट इकाई होती है। लम्बाई, क्षेत्रफल, आयतन, चाल, वेग, मात्रा, भार, समय, बल, कार्य, त्वरण आदि भौतिक राशियाँ हैं।
प्रश्न 9.
व्युत्पन्न इकाइयों की परिभाषा लिखो।
उत्तर :
व्युत्पन्न (Derived units) : वे इकाइयाँ जो मूल- इकाइयों की सहायता से निकलती हैं, व्युत्पन्न इकाइयाँ कहलाती है, जैसे – क्षेत्रफल की इकाई वर्ग सेंटीमीटर, घनत्व की इकाई ग्राम/घन से॰मी॰ तथा आयतन की इकाई घन मीटर आदि व्युत्पन्न इकाई के उदाहरण हैं।
प्रश्न 10.
सौर दिवस किसे कहते हैं ?
उत्तर :
सौर दिवस (Solar day) : किसी स्थान के मध्याह्ल पर से होकर सूर्य को लगातार दो बार गुजरने में लगा समय सौर दिवस (Solar day) कहलाता है।
प्रश्न 11.
मध्याह्न क्या है ?
उत्तर :
मध्याह्न (Meridian) : जब सूर्य किसी स्थान पर सबसे अधिकतम ऊँचाई पर स्थित रहता है तो उस स्थिति को मध्याह्न (Meridian) या दोपहर कहते हैं।
प्रश्न 12.
मौलिक इकाइयाँ किसे कहते हैं ?
उत्तर :
मौलिक इकाइयाँ (Fundaments units) : वे इकाइयाँ जो परस्पर स्वतंत्र होती हैं तथा जिनका आपस में कोई सम्बन्ध नहीं होता है। उन इकाइयों को मौलिक इकाइयाँ कहते हैं। जैसे – लम्बाई (L), मात्रा (M) तथा समय (T) की इकाइयाँ एक दूसरे से पूर्ण रूप से स्वतंत्र होती हैं।
प्रश्न 13.
प्रकाश वर्ष किसे कहते हैं ?
उत्तर :
प्रकाश वर्ष (Light year) : शून्य माध्यम में प्रकाश द्वारा 1 वर्ष में तय की गई कुल दूरी का मान एक प्रकाश वर्ष कहलाता है।
प्रकाश वर्ष लम्बाई की मौलिक इकाई है तथा इससे बह्माण्ड में स्थित नक्षत्रों के बीच की पारस्परिक दूरी को मापते हैं। 1 प्रकाश वर्ष = 9.467 × 1012 km = 9.467 × 1015 मीटर (लगभग)।
प्रश्न 14.
अल्पतमांक से आप क्या समझते हैं ? उदाहरण सहित स्पष्ट कीजिए।
उत्तर :
अल्पतमांक (Leat count) : किसी मापक उपकरण की वह न्यूनतम (minimum) माप है, इसके द्वारा शुद्धतापूर्वक लिया जा सकता है।
किसी मापन उपकरण मे मापन के लिए एक अंशाकित स्केल (graduated scale) रहता है। अंशांकित स्केल के सबसे छोटे विभाग (division) के मान को उस उपकरण का अल्पतमांक कहते हैं।
उदाहरण के लिए, मीटर स्केल का अल्पतमांक 1 सेण्टीमीटर का दसवाँ भाग अर्थात् 1 मिली मीटर होता है। स्टॉप वाच (Stop watch) का अल्पतमांक 0.5 सेकेण्ड होता है, यदि 0 एवं 5 निशान के मध्य 10 विभाग हों। किसी उपकरण का अल्पतमाक जितना कम होगा, उससे ली गयी माप उतनी ही अधिक शुद्ध होगी।
प्रश्न 15.
घनत्व एबं बल की विमा लिखिए।
उत्तर :
प्रश्न 16.
नपना बेलन द्वारा पाठ्यांक लेते समय क्या सावधानियाँ बरतनी चाहिए ?
उत्तर :
नपना बेलना द्वारा पाठ्यांक लेते समय सावधानियाँ (Precantions while taking reading with measuring cylinder) : नपना सिलेण्डर द्वारा किसी द्रव का आयतन ज्ञात करते समय यह ध्यान देना चाहिए कि नपना सिलेण्डर पूर्ण रूप से स्वच्छ है और इसकी दीवार से द्रव की बूँदें चियकी न हों।
विस्थापनाभाव त्रुटि (Parallex error) : नपना बेलना से पाठ्यांक लेते समय आँख की स्थिति पाठ्यांक के लम्बवत होनी चाहिए। आँख की स्थिति तिरछी होने के विस्थापनाभाव त्रुटि (Parallex error) के कारण पाठ्यांक सही नहीं होगा। यदि आँख की स्थिति पाउ्यांक के ऊपर होगी तो माप अधिक और पाठ्यांक के नीचे होगी तो माप कम होगी। इस तरह मापन अशुद्ध होगा !
प्रश्न 17.
u (या a.m.u.) से आप क्या समझते हैं? इसका उपयोग लिखिए।
उत्तर :
a.m.u. : यह एक इकाई है जिसका उपयोग परमाणु या आणविक पैमाने पर द्रव्यमान को इंगित करने के लिए किया जाता है । इसे कार्बन के परमाणु के \(\frac{1}{12}\) भाग के रूप में परिभाषित किया जाता है ।
प्रश्न 18.
क्या सभी भौतिक राशियों की इकाई होती है ? उदाहरण दो।
उत्तर :
नहीं, सभी भौतिक राशियों की इकाई नहीं होती है, क्योंकि जिन भौतिक राशियों को सजातीय राशियों के अनुपात द्वारा व्यक्त की जाती हैं उन राशियों को कोई इकाई नहीं होती है।
प्रश्न 19.
मौलिक राशि किसे कहते हैं?
उत्तर :
लम्बाई, मात्रा एवं समय की इकाइयों को मौलिक इकाईया कहते है जैसे लम्बाई की cm मात्रा की इकाई।
प्रश्न 20.
लीटर की परिभाषा लिखो। 1 L = ……… cc = …………. ml
उत्तर :
लीटर की परिभाषा (Definition of litre) : “एक किलोग्राम शुद्ध जल का 4° c तापमान तथा 760 मिलीमीटर दबाव पर जो आयतन होता है, उसे एक लीटर कहते है।’
1 L = 1000 cc = 1000 mL
प्रश्न 21.
लीटर की परिभाषा में जल का तापक्रम का उल्लेख है, क्यों?
उत्तर :
क्योंकि 4°c तापक्रम पर शुद्ध जल का घनत्व अधिकतम होता है ।
प्रश्न 22.
विमा की परिभाषा लिखो।
उत्तर :
‘किसी भौतिक राशि की इकाई ज्ञात करने के लिए मौलिक इकाइयों पर जो घात (Power) लगाए जाते है, उन्हें भौतिक राशि की विमा (dimension) कहते हैं।’
प्रश्न 23.
दिए गये भौतिक राशियों की विमा एवं S.I. इकाई लिखो –
(a) क्षेत्रफल
(b) आयतन
(c) घनत्व
(d) बल
(e) दाब
(f) वेग
(g) त्वरण
उत्तर :
विमा –
(a) M0 L2 T0
(b) M0 L3 T0
(c) M1 L-3 T0
(d) M L T-2
(e) M L-1 T-2
(f) M0 L T-1
(g) M0 L T-2
इकाई –
(a) m2
(b) m3
(c) Kg / m3
(d) Newton
(e) Pascal
(f) m / sec
(g) m / sec2
प्रश्न 24.
अदैशिक राशि क्या है ?
उत्तर :
अदैशिक राशि (Scalar quantity) : वे भौतिक राशियाँ जिसमें केवल परिमाण (mangnitude) का बोध होता है, दिशा (direction) का नहीं, उन्हें अदैशिक राशियाँ (Scalar quantity) कहते है। जैसे – लम्बाई, चौड़ाई, मात्रा, चाल, घनत्व, समय आदि।
प्रश्न 25.
कुछ भौतिक राशियों का उल्लेख करो जिनकी इकाई नहीं होती।
उत्तर :
- परमाणु भार (Atomic weight)
- आपेक्षिक घनत्व (Relative density)
- विशिष्ट उष्मा (Specific heat) की कोई इकाई नहीं होती।
प्रश्न 26.
मीटर की आधुनिक परिभाषा बताओ।
उत्तर :
मीटर की आधुनिक परिभाषा (Modern definition of Metre) : 86 Mass number वाले क्रिप्टान (Kr) के Isotope द्वारा निकलने वाली वर्णपट्ट (Spectrum) में स्थित नारंगी रंग की एक विशिष्ट किरण की तरंग लम्बाई (wave length) की 1650763.75 गुनी लम्बाई मीटर कहलाती है।
संक्षिप्त प्रश्नोत्तर (Brief Answer Type) : 3 MARKS
प्रश्न 1.
विस्थापनाभास त्रुटि से आप क्या समझते हैं ? इस त्रुटि से कैसे बचा जा सकता है ?
उत्तर :
विस्थापनाभास त्रुटि (Parallax error) : स्केल द्वारा किसी वस्तु की लम्बाई मापते समय आँख की स्थिति ठीक वस्तु के ऊपर लम्बवत् होनी चाहिए। यदि आँख की स्थिति वास्तविक बिन्दु से बायी या दाहिनी ओर होगी तो ठीक माप से क्रमश: कम या अधिक प्राप्त होगी। इस त्रुटि को विस्थापनाभास त्रुटि (Parallax error) कहते हैं।
विस्थापना भास त्रुटि से बचने के उपाय :
(i) स्केल से पठन लेते समय आँख की स्थिति पाठ्यांक के ऊपर लम्बवत् होनी चाहिए।
(ii) कई पठन लेकर उसका औसत मान ज्ञात कर लेना चाहिए।
प्रश्न 2.
एक साधारण तुला की बनावट तथा कार्य पद्धति का वर्णन कीजिए।
उत्तर :
साधारण तुला को भौतिक तुला भी कहते हैं क्योंकि इसका उपयोग प्रयोगशाला में पदार्थ की मात्रा ज्ञात करने में करते हैं। बाजार मे दुकानदार जिस तराजू का व्यवहार करते हैं वह भौतिक तुला का सरल रूप है।
सावधानियाँ (Precautions) : साधारण तुला का प्रयोग करते समय निम्नलिखित सावधानियाँ रखनी चाहिए।
- पलड़ों को साफ रखना चाहिए।
- संकेतक शून्य (0) के दोनो तरफ विस्थापित होना चाहिए।
- बाटों को बड़े से छोटे क्रम में चढ़ाना चाहिए।
- बाटों को चिमटी के महायता से चढ़ाना या उतारना चाहिए।
- मात्रा ज्ञात करने के पश्चात् तुला के पलड़ों को Central Lever द्वारा स्थिर कर देना चाहिए।
प्रश्न 3.
निम्नलिखित राशियों में कौन-कौन सी राशियाँ दैशिक और कौन-कौन सी राशियाँ अदैशिक हैं? लम्बाई, भार, कार्य, वेग। मूल-इकाई और व्युत्पन्न इकाई से आप क्या समझते हैं ?
उत्तर :
- लम्बाई – अदिश राशि
- भार – अदैशिक राशि
- कार्य – अदैशिक राशि
- वेग – अदैशिक राशि
मौलिक इकाई (Fundamental unit) : ऐसी इकाइयाँ जो मूल रूप से स्वतंत्र होती हैं तथा जिन्हे व्यक्त करने के लिए अन्य इकाइयों की अवश्यकता नहीं होती, उन्हें मौलिक इकाई या मूलमात्रक कहते हैं। जैसे – लम्बाई, मात्रा एवं समय की इकाई मूल मात्रक हैं।
व्युत्पन्र इकाई (Derived Unit) : ऐसी इकाइयाँ जो मूल इकाइयों से उत्पत्र की जाती है, उन्हें व्युत्पन्न मात्रक या व्युत्पन्न इकाई कहते हैं। जैसे – क्षेत्रफल, आयतन, चाल, वेग, त्वरण, बल, संवेग, कार्य, प्रकाश वर्ष इत्यादि की इकाइयाँ।
प्रश्न 4.
निम्नलिखित इकाइयों में कौन सी इकाइयाँ मौलिक हैं तथा कौन सी इकाई व्युत्पन्न है – द्रव्यमान, वेग, लम्बाई, त्वरण।
उत्तर :
द्रव्यमान – मौलिक इकाई, वेग – व्युत्पत्र इकाई, लम्बाई – मौलिक इकाई, त्वरण – व्युत्पन्न इकाई।
प्रश्न 5.
भौतिक राशि किसे कहते हैं ? अदैशिक और दैशिक राशि की उदाहरण सहित परिभाषा दो।
उत्तर :
भौतिक राशि (Physical Quantity) : किसी वस्तु के जिस गुण का परिमाण मापा जा सकता है, उसे भौतिक राशि कहने हैं। जैसे – किसी वस्तु की मात्रा उसका एक गुण है जिसे ग्राम या किलोग्राम में मापा जा सकता है। अत: मात्रा एक भौतिक राशि है। इसी तरह लम्बाई एवं समय भी भौतिक राशियाँ हैं।
किसी पात्र में रखे द्रव पदार्थ की माप की जा सकती है, लेकिन वह द्रव पदार्थ भौतिक राशि नहीं है, बल्कि द्रव पदार्थ का आयतन, जिसकी माप की जा सकती है, भौतिक राशि है। इसी प्रकार किसी आयताकार षट्फलक की लम्बाई, चौड़ाई एवं ऊँचाई मापी जा सकती है; अतः लम्बाई, चौड़ाई एव ऊँचाई भौतिक राशियाँ हैं।
दैशिक राशि : जिन भौतिक राशियों को व्यक्त करने के लिए केवल परिमाण की आवश्यकता पड़ती है, उन्हें दैशिक एव अदिश राशि कहते हैं। जैसे – लम्बाई, मात्रा, समय, क्षेत्रफल, दूरी, चाल, उष्मा एवं तापमान इत्यादि।
अदैशिक राशि : जिन भौतिक राशियों को व्यक्त करने के लिए परिमाण एव दिशा दोनो की आवश्यकता पड़ती है, उन्हें अदैशिक एवं सदिश राशि कहते हैं। जैसे – विस्थापन, वेग, ल्वरण, बल, भार, संवेग इत्यादि।
प्रश्न 6.
इकाई से आप क्या समझते हैं ? मौलिक एवं व्युत्पन्न इकाइयों की उदाहरण सहित परिभाषा लिखिए।
उत्तर :
इकाई (Unit) : किसी भी भौतिक राशि के मापन के बाद उसे व्यक्त करने के लिए उसी के अनुरूप एक इकाई की आवश्यकता पड़ती है। बिना इकाई के किसी भौतिक राशि को व्यक्त करना असम्भव होगा।
परिभाषा (Definition) : इकाई एक मानी गयी सर्वव्यापक प्रामाणिक (standard) राशि है, जिसके रूप में उसी प्रकार की अन्य भौतिक राशियों को व्यक्त किया जाता है।
इकाई निम्नलिखित दो प्रकार की होती है –
(i) मौलिक मात्रक या इकाई (Fundamental or Primary unit) : वे इकाइयाँ जो मूल रूप से स्वतंत्र होती हैं एवं उनका किसी अन्य इकाइयों से कोई सम्बन्ध नहीं होता, उन्हें मौलिक इकाई या मूल मात्रक कहते हैं। जैसे – लम्बाई, मात्रा एव समय की इकाई मूल मात्रक हैं।
(ii) व्युपन्न मात्रक (Derived unit) : वे मात्रक या इकाइयाँ जो मूलमात्रक से उत्पन्न होती हैं या निकाली जाती हैं, उन्हें व्युत्पन्न मात्रक कहते हैं। जैसे – क्षेत्रफल, आयतन, चाल, वेग एवं त्वरण, प्रकाश वर्ष (Light Year) के मात्रक इत्यादि।
प्रश्न 7.
किसी खास भौतिक राशि के लिए विभिन्न प्रकार की छोटी बड़ी राशियों का प्रयोग क्यों किया जाता है ?
उत्तर :
किसी विशेष राशि के मापन के लिए विभिन्न प्रकार की छोटी बड़ी इकाइयों के प्रयोग का कारण : यदि हम कलम या किताब की लम्बाई को किलोमीटर में या कलकत्ता से दिल्ली की दूरी को सेन्टीमीटर में या मीटर में व्यक्त करें, तो प्राप्त संख्या बहुत छोटी या बहुत बड़ी होगी जिसे लिखने, पढ़ने और याद करने में असुविधा होगी। इसी प्रकार यदि हम रबड़ के वजन को किलोग्राम तथा किसी व्यक्ति की उम्न को सेकेण्ड में व्यक्त करें, तो भी उसी प्रकार की असुविधा का सामना करना पड़ेगा।
अत: व्यावहारिक रूप में छोटी राशियों को मापने के लिए छोटी इकाइयों तथा बड़ी राशियों को मापने के लिए बड़ी इकाइयों का प्रयोग किया जाता है।
यदि बहुत बड़ी राशि को छोटी इकाई द्वारा मापा जाय या बहुत छोटी राशि को बहुत बड़ी इकाई द्वारा मापा जाय, तो दोनों अवस्थाओं में असुविधा होगी तथा दोनों ही दिशाओं में प्राप्त पाठ्यांक व्यावहारिक रूप में अस्वाभाविक एवं असुविधाजनक होगा ।
प्रश्न 8.
S.I इकाई में मान्यता प्राप्त विभिन्न इकाइयों के नाम एवं उनके संकेत लिखिए।
उत्तर :
S.I. पद्धति में लम्बाई, मात्रा, समय, विद्युत धारा, तापक्रम, प्रकाश की तीव्रता तथा पदार्थ के परिमाण की इक़ाइयों को मोलिक रूप में माना गया है। इनके इकाई एवं संकेत निम्न हैं –
भौतिक राशि (Physical Quantity) | इकाई (Unit) | संकेत (Symbol) |
लम्बाई (Length) | मीटर (Metre) | m |
मात्रा (Mass) | किलोग्राम (Kilogram) | kg |
समय (Time) | सेकेण्ड (Second) | s |
विद्युत धारा (Electric current) | एम्पियर (Ampere) | A |
तापक्रम (Temperature) | केल्विन (Kelvin) | K |
प्रकाश तीव्रता (Luminious intensity) | केण्डेला (Candela) | cd |
पदार्थ का परिमाण (Quantity of matter) | मोल (mole) | mol |
प्रश्न 9.
ग्राफ कागज की सहायता से किसी अनियमित आकार वाले धातु पत्तर का क्षेत्रफल आप कैसे ज्ञात करेंगे ?
उत्तर :
ग्राफ कागज की सहायता से किसी अनियमित आकार वाली पतली चादर का क्षेत्रफल ज्ञात करना (Measurement of area of an irregular shaped lamina with the help of graph paper): किसी अनियमित आकार वाली धातु की चादर, जिसकी लम्बाई एवं चौड़ाई मापना संभव न हो, उसका क्षेत्रफल ग्राफ कागज की सहायता से ज्ञात किया जाता है। चित्र के अनुसार अनियमित आकार वाली चादर को ग्राफ कागज पर रखकर उसके चारों तरफ पेंसिल से सीमा रेखा (boundary line) खींच देते हैं।
अब उस वस्तु को ग्राफ पेपर से हटा कर सीमा रेखा की अन्दर आने वाले न्यूनतम वर्ग क्षेत्र की संख्या ज्ञात करते हैं। इन वर्ग क्षेत्रों में कुछ वर्ग क्षेत्र सीमा रेखा के अन्दर पूर्ण रूप में आएंगे एवं कुछ आंशिक रूप से। इस तरह इस आंशिक एवं पूर्ण वर्ग क्षेत्रों के क्षेत्रफल का योगफल अनियमित आकार वाली वस्त् का अभीष्ट क्षेत्रफल होगा। कुछ अनियमित आकार वाली वस्तुओं का क्षेत्रफल ग्राफ की सहायता से चित्र में प्रदर्शित किया जा रहा है।
प्रश्न 10.
नपना बेलन की सहायता से आप अनियमित आकार वाले ठोस पदार्थ का आयतन कैसे ज्ञात करेंगे ?
उत्तर :
नपना बेलन द्वारा ठोस वस्तु का आयतन ज्ञात करना : नपना बेलन द्वारा ठोस वस्तु का आयतन ज्ञात करने के लिए नपना बेलन में पर्याप्त जल लेकर जल-तल का पठन ले लेते हैं। अब वस्तु को मापक बेलन के जल में पूर्णत: ड़बा कर फिर जल-तल का पठन लेते हैं। इन दोनों पठनों के अन्तर से वस्तु का आयतन ज्ञात हो जाता है।
यदि वस्तु जल में स्वयं न डूबे तो उसे किसी भारी वस्तु के साथ धागे द्वारा बाँध कर जल में डुबाते हैं और दोनों का संयुक्त आयतन ज्ञात करते हैं। अब केवल भारी वस्तु का आयतन ज्ञात करके इसे संयुक्त आयतन से घटाकर वस्तु का आयतन प्राप्त कर लेते हैं।
प्रश्न 11.
नपना बेलन एवं विराम घड़ी की सहायता से नल से प्रवाहित होने वाले जल की दर की माप आप कैसे करेंगे?
उत्तर :
नल या टैप (Tap) के जल की प्रवाह-दर का मापन : नल या टैप के नीचे एक मापक बेलन (Measuring Cylinder) रख कर टैप को एक निश्चित समय t सेकेण्ड के लिए खोल देते हैं। समय का मापन विराम घड़ी (Stop Watch) की सहायता से करते हैं। मापक बेलन में एकत्रित जल का आयतन (V) बेलन पर अंकित निशान पढ़कर ज्ञात कर लेते हैं। इस आयतन ” V ” में समय ” t ” से भाग देने पर जल के प्रवाह की दर ज्ञात हो जाती है। C.G.S. पद्धति में इसकी इकाई घन सेन्टीमीटर प्रति सेकण्ड (c.c./s.) होती है।
प्रश्न 12.
धागे एवं स्केल की सहायता से आप वक्र या टेढ़ी रेखा की लम्बाई कैसे ज्ञात करेंगे ?
उत्तर :
धागे एवं स्केल की सहायता से वक्र रेखा की लम्बाई ज्ञात करना (Measurement of a
curved line with the help of thread and an ordinary ruler) : किसी वक्र या टेढ़ी रेखा की लम्बाई ज्ञात करने के लिए रेखा के ऊपर उसके एक सिरे से दूसरे सिरे तक एक धागा फैला देते हैं।
इसके बाद उस धागे को सीधा (Straight) करके पटरी (Scale) की सहायता से उसकी लम्बाई ज्ञात कर लेते हैं। धागे की यही लम्बाई उस वक्र रेखा की अभीष्ट लम्बाई होती है। वक्र रेखा के मापन को ऊपर के चित्र में दर्शाया गया है।
प्रश्न 13.
पटरी या स्केल की सहायता से आप पतले कागज की मोटाई कैसे ज्ञात करेंगे ?०
उत्तर :
पटरी या स्केल की सहायता से पतले कागज की मोटाई ज्ञात करना : जिस कागज की मोटाई (thickness) ज्ञात करनी हो, उस तरह कई कागज एक के ऊपर एक रखकर उन्हें अच्छी तरह से इस भकार दबाया जाय कि वे आपस में पूर्ण रूप से सट जायें। अब पटरी की सहायता से इस सटे हुए कागजो की पूरी मोटाई ज्ञात कर लेते हैं। मान लिया लिए गए कागजों की संख्या n तथा सटे हुए कुल a कागजों की मोटाई स्केल से t मी० मी० ज्ञात होती है। t को a से भाग देने पर पतले कागज की मोटाई ज्ञात हो जाती है।
प्रश्न 14.
एक पृष्ठ (पेज) की मोटाई एक स्केल की सहायता से कैसे निकालेंगे ? बताओ।
उत्तर :
पुस्तक के एक पृष्ठ की मोटाई ज्ञात करना (To calculate the thickness of a page of a book) : पुस्तक के सभी पन्नों को एक साथ सटाकर उसकी मोटाई स्केल की सहायता से ज्ञात कर लेते है, फिर उस प्राप्त मान में पत्नों की संख्या से भाग देकर एक पृष्ठ की मोटाई ज्ञात कर लेते हैं।
प्रश्न 15.
बाट बक्स में बाटों का अनुपात 5: 2: 2: 1 क्यों होता है ?
उत्तर :
साधारण तुल द्वारा किसी वस्तु की मात्रा (Mass) ज्ञात की जाती है। यह साधारण तुला, प्रथम श्रेणी के लीवर के सिद्धान्त पर आधारित है।
वाट-बक्स में रखे बाट का अनुपात 5: 2: 2: 1 होने का कारण यह है कि इसकी सहायता से 1 से 9 ग्राम या मिलीग्राम तक के किसी भी मात्रा को सुगमता से मापा जा सकता है। इसके अलावा अन्य मात्रा को भी मापा जा सकता है।
जैसे – 29 ग्राम मापने के लिए 20 ग्राम, 5 ग्राम, 2 ग्राम, 2 ग्राम के वाट रखने होंगे। 39 मिलीग्राम मापने के लिए 20 मिलीग्राम, 10 मिलीग्राम, 5 मिलीग्राम, 2 मिलीग्राम, 2 मिलीग्राम के वाट रखने होंगे।
प्रश्न 16.
विमाएं क्या हैं ? आयतन, बल एवं दबाव की विमाएं लिखो।
उत्तर :
विमाएं : ‘किसी भौतिक राशि की इकाई ज्ञात करने के लिए मौलिक इकाइयों पर जो घात (Power) लगाए जाते हैं, उन्हें भौतिक राशि की विमा (dimension) कहते हैं।”
किसी भौतिक राशि की विमा हमेशा बड़े कोष्ठक [ ] के अन्दर लिखते हैं। किसी भी भौतिक राशि की विमा यह प्रदर्शित करती है कि उसकी इकाई मौलिक इकाई पर किस प्रकार आधारित है।
विमा लिखने के लिए मौलिक इकाइयों के लिए अंग्रेजी के बड़े अक्षरों (Capital letters) का प्रयोग किया जाता है। आयतन की विमा : (ल० × चौ० × ऊँ०) की विमा
= [L] × [L] × [L] = [L3] = [M° L3 T°]
बल की विमा : द्रव्यमान की विमा x त्त्वरण की विमा
= [M] × [LT-2] = [MLT-2]
प्रश्न 17.
लीटर की परिभाषा में 4° C तापक्रम क्यों उल्लेख किया जाता है ?
उत्तर :
लीटर की परिभाषा (Definition of litre) : “एक किलोग्राम शुद्ध जल का 4° C तापमान तथा 760 मिलीमीटर दबाव पर जो आयतन होता है, उसे एक लीटर कहते हैं।”
लीटर की परिभाषा में 4° C तापमान उल्लेख करने का कारण : तापमान परिवर्तन के साथ-साथ जल का घनत्व भी परिवर्तित होता रहता है। अलग-अलग तापमान पर जल का घनत्व भिन्न-भिन्न होता है। चूंकि आयतन = मात्रा/घनत्व। अत: जल के घनत्व में परिवर्तन के साथ-साथ उसका आयतन भी परिवर्तित होता रहता है जबकि मात्रा स्थिर रहती है।
4° C तापमान पर जल का घनत्व सबसे अधिक (1 g / C . C.. या .100 kg / M3) होता है। 4° C से अधिक या कम तापमान पर जल का घनन्व 1 g / C . C. या 1000 kg / M3 से कम हो जाता है। फलस्वरूप 1 कि०ग्रा० जल का आयतन किसी अन्य तापमान पर 1 लोटर से कम हो जाता है। इसीलिए लोटर की परिभाषा में 4° C तापमान का उल्लेख किया जाता है।
प्रश्न 18.
नपना बेलन एवं साधारण तुला का उपयोग कर, जल में अघुलनशील किसी ठोस का घनत्व किस प्रकार ज्ञात किया जा सकता है ?
उत्तर :
नपना बेलन द्वारा अनियमित आकृति के ठोस का आयतन ज्ञात करना (To measure the volume of an irregular shaped body) : अनियमित आकार के ठोस का आयतन ज्ञात करने के लिए उपयुक्त आकार का एक नपना बेलन लेते हैं। इसमें जल या ऐसा द्रव लेते हैं जिसमें ठोस अघुलनशील हो। द्रव के तल का अंक बेलन पर लगे निशान के द्वारा ज्ञात कर लेते है, माना कि यह तल V1 = 50 cM3 है। अब उस ठोस अनियमित वस्तु को मोम लगे पतले धागे से बाँधकर धीरे-धीर पूर्ण रूप से द्रव में डुबाते हैं। ठोस द्वारा हटाया गया द्रव ऊपर चढ़ता है। इस अवस्था में द्रव के तल का पाठ ले लेते हैं, माना कि यह तल V2 = 70 cM3 है।
अनियमित ठोस कां आयतन =(V2-V1) घन सेन्टीमीटर
= (70-50) घन से॰मी०
= 20 घन से॰मी०
प्रश्न 19.
सरकारी नल से गिरते हुए पानी की प्रवाह दर कैसे ज्ञात करोगे ?
उत्तर :
नल से गिरते हुए जल की प्रवाह की दर ज्ञात करना (To measure the rate of flow of water from the tap): बड़े आकार का एक नपना बेलन लेकर नल (Tap) के मुख के नीचे रख देते हैं। एक निश्चित समय तक जल नपना बेलन में गिरने देते हैं, यह समय विराम घड़ी द्वारा ज्ञात कर लेते हैं। नपना बेलन में जल के तल का पाठ्यांक ज्ञात कर लेते हैं जो जल का आयतन हुआ। माना कि 5 सेकेण्ड मे 25 घन से०मी० जल इकट्ठा हुआ। अत: C.G.S. पद्धति में जल प्रवाह का दर = \(\frac{25}{5}\) घन से॰मी०/सेकेण्ड =5 घन से॰मी॰/सेकेण्ड।
प्रश्न 20.
भौतिक राशियों की विमा किसे कहते हैं ?
उत्तर :
भौतिक राशियों की विमा (Dimensions of Physical Quantities) : किसी भौतिक राशि की इकाई ज्ञात करने के लिए मौलिक इकाइयों पर जो घात (Power) लगाए जाते हैं, उन्हें भौतिक राशि की विमा (Dimension) कहते हैं।
किसी भौतिक राशि की विमा को हमेशा बड़े कोष्ठक [ ] के अन्दर लिखते हैं। किसी भी भौतिक राशि की विमा यह प्रदर्शित करती है कि उसकी इकाई मौलिक इकाई पर किस प्रकार आधारित है।
विमा लिखने के लिए मौलिक इकाइयों के लिए अंग्रेजी के बड़े अक्षरों (Capital letters) का प्रयोग किया जाता है।
प्रश्न 21.
किसी वस्तु की मात्रा किस यंत्र द्वारा ज्ञात की जाती है और क्यों ?
उत्तर :
साधारण तुला (Common balance) : इसके द्वारा वस्तुओं की मात्राएँ मापी जाती हैं।
साधारण तुला द्वारा किसी वस्तु की मात्रा ज्ञात करना : सर्वप्रथम समतल पेंच के द्वारा तुला के स्तम्भ को आधार के लम्बवत् कर लिया जाता है। समतल अवस्था में साहुल स्तम्भ के नुकीले भाग की सीध में हो जाता है।
अब लीवर द्वारा धीरे-धीरे तुला की दण्डी को ऊपर उठाते हैं। यदि इस अवस्था में दण्डी से लगा संकेतक स्तम्भ पर बने स्केल के शून्य (0) के दोनों तरफ बराबर दूरी तक विस्थापित हो तो समझना चाहिए की तुला व्यवहार के योग्य है।
जिस वस्तु की मात्रा ज्ञात करनी हो उसे तुला के बाये पलड़े पर रख कर दाहिने पलड़े पर आवश्यकतानुसार बाट रखते हैं तथा दण्डी को लीवर (s) की सहायता से ऊपर उठाते हैं। यदि संकेतक ठीक शून्य पर स्थित रहे या 0 के दोनों तरफ बराबर दूरी तय करे तो समझना चाहिए कि दोनों पलड़े संतुलित (Balance) हैं। इस अवस्था में दाहिने पलड़े पर रखे गये बाटों को पढ़ लेते हैं। यही उस वस्तु की मात्रा होगी।
साधारण तुला से वस्तु की मात्रा ज्ञात की जाती है। तुला में दाहिने पलड़े पर वाट तथा बायें पलड़े पर वस्तु रखी जाती है। जब वाट और वस्तु को पृथ्वो समान बल से अपनी तरफ खींचती है तो तुला की भुजा क्षैतिज हो जाती है। इससे पता चलता है कि वस्तु की मात्रा वाट की मात्रा के बराबर है।