जब कोई वस्तु गुरुत्वाकर्षण के तहत गिरती है, तो वस्तु अनुभव करती है:

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is A: एक त्वरण. जब कोई वस्तु गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में स्वतंत्र रूप से गिरती है, तो वह पृथ्वी के केंद्र की ओर निर्देशित एक स्थिर त्वरण का अनुभव करती है। इस त्वरण को गुरुत्वीय त्वरण के रूप में जाना जाता है, जिसे $g$ द्वारा दर्शाया जाता है, जो पृथ्वी की सतह के पास लगभग $9.8 \, 	ext{m/s}^2$ होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
जब कोई वस्तु गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में स्वतंत्र रूप से गिरती है, तो वह पृथ्वी के केंद्र की ओर निर्देशित एक स्थिर त्वरण का अनुभव करती है। इस त्वरण को गुरुत्वीय त्वरण के रूप में जाना जाता है, जिसे $g$ द्वारा दर्शाया जाता है, जो पृथ्वी की सतह के पास लगभग $9.8 \, 	ext{m/s}^2$ होता है।

Working Principle: न्यूटन के गति के दूसरे नियम ($F = m \cdot a$) के अनुसार, जब $m$ द्रव्यमान की वस्तु पर एक शुद्ध बाहरी गुरुत्वाकर्षण बल ($F_g = m \cdot g$) कार्य करता है, तो यह एक त्वरण उत्पन्न करता है। चूँकि मुक्त पतन (free fall) में वायु प्रतिरोध को नगण्य माना जाता है, इसलिए निकाय द्वारा अनुभव किया जाने वाला त्वरण उसके द्रव्यमान से स्वतंत्र होता है और $g$ के बराबर होता है।

Key Formulas: $v = u + gt$ — गुरुत्वाकर्षण के तहत गति का पहला समीकरण; $s = ut + \frac{1}{2}gt^2$ — गुरुत्वाकर्षण के तहत गति का दूसरा समीकरण; $v^2 = u^2 + 2gs$ — गुरुत्वाकर्षण के तहत गति का तीसरा समीकरण

Key Points: पृथ्वी की सतह के पास गुरुत्वीय त्वरण लगभग $9.8 \, 	ext{m/s}^2$ होता है।; मुक्त पतन केवल गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में होने वाली गति को संदर्भित करता है।; स्वतंत्र रूप से गिरते पिंड का त्वरण उसके द्रव्यमान से स्वतंत्र होता है।; निर्वात में, सभी पिंड अपने वजन या आकार की परवाह किए बिना बिल्कुल समान त्वरण के साथ गिरते हैं।

Advantages: गुरुत्वाकर्षण बल और क्लासिकल मैकेनिक्स के सिद्धांतों को समझने में मदद करता है।

Disadvantages: वास्तविक दुनिया का मुक्त पतन वायु प्रतिरोध (ड्रैग) से प्रभावित होता है।

Applications: प्रक्षेप्य गति (projectile motion) की गणना करना; अंतरिक्ष यान के प्रक्षेप पथ (trajectories) का डिजाइन तैयार करना; एम्यूजमेंट पार्क की फ्री फॉल राइड्स

Additional Info: विकल्प B (मंदन) गलत है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण नीचे गिरती वस्तु के वेग को बढ़ाता है।. विकल्प C गलत है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल केवल प्रभाव के समय ही नहीं, बल्कि पूरी गिरावट के दौरान लगातार काम करता है।. विकल्प D गलत है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण स्वयं वस्तु पर कार्य करने वाला एक बाहरी बल है।

Answer: A सही है — जब कोई वस्तु गुरुत्वाकर्षण के तहत गिरती है, तो वस्तु पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण त्वरण का अनुभव करती है।

Exam Tip: याद रखें कि गुरुत्वीय त्वरण ($g$) गिरती हुई वस्तु के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करता है। यह RRB, SSC और UPSC जैसी भारतीय प्रतियोगी परीक्षाओं में एक पसंदीदा वैचारिक जाल है।

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