जब एक खाली बोतल को वायुरुद्ध (एयर टाइट) बंद करके पानी के अंदर धकेला जाता है, तो छोड़े जाने पर यह वापस ऊपर की ओ

Question

जब एक खाली बोतल को वायुरुद्ध (एयर टाइट) बंद करके पानी के अंदर धकेला जाता है, तो छोड़े जाने पर यह वापस ऊपर की ओर उछलती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि _________।

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is C: बोतल पर पानी का ऊपर की ओर प्रणोद (उत्क्षेप) बोतल पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल से अधिक होता है. जब एक वायुरुद्ध खाली बोतल को पानी के नीचे धकेला जाता है, तो यह विस्थापित पानी के कारण ऊपर की ओर एक उत्प्लावन बल (उत्क्षेप) का अनुभव करती है। चूंकि हवा से भरी बोतल का भार उसके द्वारा विस्थापित पानी के भार से बहुत कम होता है, इसलिए उत्क्षेप नीचे की ओर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल से अधिक होता है, जिससे बोतल छोड़े जाने पर वापस सतह पर उछल आती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
जब एक वायुरुद्ध खाली बोतल को पानी के नीचे धकेला जाता है, तो यह विस्थापित पानी के कारण ऊपर की ओर एक उत्प्लावन बल (उत्क्षेप) का अनुभव करती है। चूंकि हवा से भरी बोतल का भार उसके द्वारा विस्थापित पानी के भार से बहुत कम होता है, इसलिए उत्क्षेप नीचे की ओर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल से अधिक होता है, जिससे बोतल छोड़े जाने पर वापस सतह पर उछल आती है।

Working Principle: आर्किमिडीज के सिद्धांत के अनुसार, किसी तरल में डूबी हुई किसी भी वस्तु पर उसके द्वारा विस्थापित तरल के भार के बराबर ऊपर की ओर एक उत्प्लावन बल लगता है ($F_b = V \cdot ho \cdot g$)। एक खाली वायुरुद्ध बोतल में कम घनत्व वाली हवा की एक बड़ी मात्रा बंद होती है, जिससे इसका औसत घनत्व पानी की तुलना में काफी कम हो जाता है। जब इसे पानी में डुबोया जाता है, तो आसपास के पानी द्वारा लगाया गया ऊपर की ओर उत्क्षेप बोतल पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल (भार) को आसानी से पार कर लेता है, जिससे एक शुद्ध ऊपर की ओर बल उत्पन्न होता है जो इसे सतह की ओर त्वरित करता है।

Key Formulas: $F_b = ho \cdot V \cdot g$ — आर्किमिडीज का उत्प्लावन बल सूत्र; $F_{	ext{net}} = F_b - W$ — शुद्ध ऊपर की ओर बल जिसके कारण बोतल वापस उछलती है

Key Points: एक वायुरुद्ध खाली बोतल में हवा होती है, जिससे इसका कुल घनत्व पानी की तुलना में बहुत कम हो जाता है।; जब इसे पानी के नीचे धकेला जाता है, तो यह पानी की एक मात्रा को विस्थापित करती है जिसका भार बोतल के कुल भार से अधिक होता है।; पानी द्वारा लगाया गया ऊपर की ओर उत्क्षेप (उत्प्लावकता) नीचे की ओर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से अधिक होता है।

Advantages: दैनिक जीवन में आर्किमिडीज के सिद्धांत को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है; खोखली वस्तुओं के तैरने और डूबने के व्यवहार की व्याख्या करता है

Applications: पनडुब्बियों की कार्यप्रणाली (उत्प्लावकता को नियंत्रित करने के लिए बैलास्ट टैंकों को समायोजित करना); लाइफ जैकेट और तैरते हुए बीकन (बॉय); गैसों में इसी तरह के उत्प्लावकता सिद्धांतों पर काम करने वाले हॉट एयर बैलून

Additional Info: पानी का घनत्व लगभग $1000 	ext{ kg/m}^3$ होता है, जबकि एक खाली सीलबंद प्लास्टिक की बोतल का औसत घनत्व काफी कम होता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि पानी सभी जलमग्न वस्तुओं पर काफी द्रवस्थैतिक बल लगाता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि यदि गुरुत्वाकर्षण बल उत्प्लावन बल के बराबर होता, तो बोतल वापस उछलने के बजाय किसी भी गहराई पर उदासीन रूप से निलंबित रहती।

Answer: C सही है — बोतल पर पानी का ऊपर की ओर प्रणोद (उत्क्षेप) बोतल पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल से अधिक होता है

Exam Tip: याद रखें कि तैरना तब होता है जब औसत घनत्व द्रव के घनत्व से कम होता है ($d_{	ext{object}} W$)।

Correct Answer

Solve 10,000+ More Questions with AI Tutor

Discussion (0)

Correct Answer

Solve 10,000+ More Questions with AI Tutor

Related Questions

Discussion (0)