कुतूहल अध्याय 5 खोजें, अभिकल्पित करें और चर्चा करें

अद्यतन2026-09-05

प्र1.
विभिन्न पदार्थों, जैसे – प्लास्टिक, ऊन, रेशम, रबर, पॉलीथीन शीट, कागज और धातुओं से बनी वस्तुओं को एकत्रित कीजिए। एक वस्तु को दूसरी वस्तु से रगड़िए एवं जाँचिए कि क्या यह कागज के छोटे टुकड़ों को आकर्षित करती है या नहीं अथवा यह आवेशित होती है या नहीं। अपने प्रेक्षणों को व्यवस्थित ढंग से अभिलेखित कीजिए और एक शोध पत्र लिखिए।
उत्तर

कैसे करें। कागज के कुछ बहुत छोटे टुकड़े काटकर सूखी मेज पर रखिए। एक बार में दो पदार्थ लेकर उन्हें लगभग आधे मिनट तक तेजी से आपस में रगड़िए, फिर प्रत्येक को कागज के टुकड़ों के ठीक ऊपर बिना स्पर्श किए लाइए। देखिए कि टुकड़े उछलते हैं या नहीं। रगड़े हुए भाग को अपने हाथ या किसी धातु से स्पर्श न कीजिए, और यह प्रयोग सूखे दिन कीजिए — नमी वाले दिन आवेश निकल जाता है और कुछ नहीं होता।

इस प्रकार अभिलेखित कीजिए (नमूना तालिका, जिसमें अपेक्षित प्रकार के परिणाम दिए हैं) —

रगड़ी गई वस्तुकिससे रगड़ाकागज के टुकड़े आकर्षित हुए?क्या यह आवेशित हुई?
प्लास्टिक मापकपॉलीथीन शीटहाँ, प्रबलता सेहाँ
गुब्बारा (रबर)ऊनी कपड़ाहाँहाँ
प्लास्टिक की कंघीसूखे बालहाँहाँ
रेशमी कपड़ाकाँच की छड़हाँ, दुर्बल रूप सेहाँ
हाथ में पकड़ी लोहे की कीलऊनी कपड़ानहींनहीं — आवेश आपके हाथ से निकल जाता है
कागजकागजनहींनहीं — एक जैसे दो पदार्थ एक-दूसरे को आवेशित नहीं करते

शोध पत्र कैसे लिखें। वही खंड रखिए जो वास्तविक शोध पत्र में होते हैं — प्रश्न (कौन-से पदार्थ रगड़ने पर आवेशित होते हैं?), विधि (आपने ठीक-ठीक क्या किया, ताकि कोई और दोहरा सके), प्रेक्षण (तालिका), विश्लेषण (कौन-सी जोड़ियाँ सफल रहीं और कौन-सी नहीं), निष्कर्ष तथा सीमाएँ (आर्द्रता, रगड़ने का समय, कागज के टुकड़ों का आकार)।

परिणाम क्या दिखाएँगे: आवेशन सबसे अच्छा दो भिन्न अधातुओं के बीच होता है, और दोनों वस्तुएँ आवेशित होती हैं — विपरीत प्रकार के आवेशों के साथ। नंगे हाथ में पकड़ी धातु आवेशित होती नहीं दिखती, क्योंकि आवेश आपके शरीर से होकर निकल जाता है।
प्र2.
एक ऐसे परिदृश्य की कल्पना कीजिए जहाँ गुरुत्वाकर्षण विलुप्त हो जाता है। एक कहानी तैयार कीजिए। अपनी कहानी प्रस्तुत करने के लिए एक हास्य पट्टी (कार्टून स्ट्रिप) बनाइए।
उत्तर

कहानी में ये बातें सही होनी चाहिए। गुरुत्वाकर्षण ही वह बल है जो सब कुछ धरती से दबाए रखता है और प्रत्येक वस्तु को उसका भार देता है। वह हट जाए तो (क) कुछ भी नीचे नहीं गिरेगा, (ख) किसी का भार नहीं रहेगा, यद्यपि प्रत्येक वस्तु का द्रव्यमान ज्यों का त्यों रहेगा, (ग) बँधी हुई वस्तुओं के अतिरिक्त सब कुछ तैरने लगेगा, (घ) जल न ढलेगा और न गिलास में ठहरेगा, (ङ) आप चल नहीं पाएँगे, क्योंकि चलना घर्षण पर निर्भर है और जूतों तथा फर्श के बीच घर्षण के लिए आपके भार का दबाव आवश्यक है।

नमूना कहानी — जिस दिन गुरुत्वाकर्षण ने छुट्टी ले ली

  1. पैनल 1: मीरा की आँख खुलती है तो चादर, तकिया और स्वयं वह — तीनों पंखे के पास हवा में लटके हुए हैं।
  2. पैनल 2: वह दादी के लिए चाय ढालती है। चाय केतली से निकलकर एक डोलती हुई चमकीली गेंद बनकर रसोई में तैरने लगती है।
  3. पैनल 3: वह विद्यालय की ओर दौड़ने का प्रयास करती है पर वहीं घूमकर रह जाती है — जूते फर्श पर दबाव ही नहीं डाल पाते, अत: धकेलने के लिए घर्षण ही नहीं मिलता।
  4. पैनल 4: कक्षा में कमानीदार तुला प्रत्येक वस्तु के लिए शून्य दिखाती है। शिक्षिका ध्यान दिलाती हैं कि पेंसिल बॉक्स में पदार्थ अब भी उतना ही, 200 g, है — केवल खिंचाव चला गया है।
  5. पैनल 5: क्रिकेट की गेंद एक बार बल्ले से लगकर कभी नीचे नहीं आती। वह गाँव के ऊपर से निकलकर दूर निकल जाती है।
  6. पैनल 6: चार बजे गुरुत्वाकर्षण लौट आता है। सब कुछ एक साथ नीचे आ गिरता है, और मीरा सोचती है कि चढ़ाई पर साइकिल चलाते समय जिस बल की वह शिकायत करती थी, वही उसकी पूरी दुनिया को थामे हुए है।
कार्टून स्ट्रिप के लिए संकेत: प्रत्येक पैनल में किसी एक वस्तु के पास एक छोटा तीर बनाइए जो दिखाए कि वहाँ कौन-सा बल लग रहा है (या नहीं लग रहा)। इससे एक मनोरंजक पट्टी विज्ञान बन जाती है, और पैनल 4 की बात — द्रव्यमान वही, भार शून्य — ठीक से समझ में आती है।
प्र3.
अपनी कक्षा में घर्षण — एक आवश्यकता या एक समस्या, विषय पर एक चर्चा कीजिए। चर्चा का संक्षिप्त विवरण अपनी अभ्यास पुस्तिका में लिखिए और बताइए कि घर्षण कहाँ आवश्यक है और कब यह एक समस्या बन जाता है?
उत्तर

चर्चा जिस निष्कर्ष तक पहुँचनी चाहिए: घर्षण न तो केवल अच्छा है, न केवल बुरा। जहाँ पकड़ चाहिए वहाँ यह आवश्यकता है और जहाँ सरल गति चाहिए वहाँ यह समस्या है — और प्राय: एक ही मशीन में दोनों बातें एक साथ होती हैं।

घर्षण एक आवश्यकता हैघर्षण एक समस्या है
चलना — पैर धरातल को पकड़कर पीछे धकेलता हैरगड़ खाते मशीन के पुर्जे गरम होकर घिस जाते हैं
साइकिल या बस के ब्रेक पहिए को रोकते हैंजूतों के तले, टायर और सड़कें घिसती रहती हैं
लिखना — पेंसिल का लेड कागज पर घर्षण से ही चढ़ता हैइंजनों में केवल घर्षण पार करने के लिए अतिरिक्त ईंधन जलता है
गिलास पकड़ना, गाँठ बाँधना, माचिस जलानावायु और जल का घर्षण वायुयानों तथा जलयानों को धीमा करता है
सीढ़ी का न फिसलना; दीवार में कील का टिका रहनाभारी अलमारी को फर्श पर सरकाने में बहुत बल लगाना पड़ता है

चर्चा कैसे चलाएँ: कक्षा को दो समूहों में बाँटिए, प्रत्येक को दस मिनट दीजिए कि वे घर, सड़क और खेल के मैदान से उदाहरण एकत्र करें, फिर उन्हें तर्क करने दीजिए। यह शर्त रखिए कि प्रत्येक उदाहरण में संपर्क में आने वाली दोनों सतहों के नाम बताए जाएँ — यही किसी राय को वैज्ञानिक तर्क बनाता है।

अंत में यह बात रखिए: अभियंता घर्षण को मिटाने का प्रयास नहीं करते; वे उसे वहाँ रखते हैं जहाँ वह चाहिए और वहाँ से हटाते हैं जहाँ नहीं चाहिए। बॉल-बेयरिंग और तेल पहिए के भीतर घर्षण घटाते हैं, जबकि उसी पहिए के टायर की खाँचेदार सतह सड़क पर घर्षण बढ़ाने के लिए बनाई जाती है।
प्र4.
अपने शिक्षक की सहायता से अपनी स्वयं की एक कमानीदार तुला बनाइए और मानक भारों का उपयोग करके इसे चिह्नित कीजिए। अब विभिन्न वस्तुओं के भार मापिए और विभिन्न वस्तुओं के भार और द्रव्यमान के अनुपात की गणना कीजिए। क्या आप कोई स्पष्ट संबंध देखते हैं?
उत्तर

बनाना और चिह्नित करना। एक दृढ़ स्टैंड से हल्की कमानी लटकाइए, उसके निचले सिरे पर एक संकेतक तथा उसके पीछे कागज का एक पैमाना लगाइए। कुछ भी न लटकाकर संकेतक की स्थिति अंकित कीजिए — यही आपका शून्य है। अब एक-एक करके मानक द्रव्यमान (100 g, 200 g, 300 g …) लटकाकर प्रत्येक बार संकेतक की नई स्थिति अंकित कीजिए। इन चिह्नों को मिलाइए, आपका चिह्नित पैमाना तैयार है।

जो संबंध दिखाई देगा। चिह्न समान अंतराल पर बनते हैं — प्रत्येक अतिरिक्त 100 g कमानी को उतना ही अतिरिक्त खींचता है। और भार को द्रव्यमान से भाग देने पर उत्तर प्रत्येक वस्तु के लिए लगभग समान आता है।

वस्तुद्रव्यमानमापा गया भारभार ÷ द्रव्यमान
मानक द्रव्यमान100 g = 0.1 kg1 N10 N/kg
पेंसिल बॉक्स200 g = 0.2 kg2 N10 N/kg
छोटा पत्थर300 g = 0.3 kg3 N10 N/kg
जल की बोतल500 g = 0.5 kg5 N10 N/kg
इस संबंध का अर्थ: वस्तु चाहे किसी भी पदार्थ की हो, यह अनुपात वही रहता है — पृथ्वी पर प्रति किलोग्राम लगभग 10 N। इसीलिए कमानीदार तुला पर न्यूटन के पैमाने के साथ ग्राम का पैमाना भी बनाया जा सकता है: पृथ्वी पर दोनों पाठ्यांक सदैव एक नियत अनुपात में रहते हैं। उसी तुला को चंद्रमा पर ले जाइए तो न्यूटन वाले पाठ्यांक लगभग छठवें भाग रह जाएँगे जबकि द्रव्यमान अपरिवर्तित रहेंगे — और तब ग्राम वाला पैमाना गलत हो जाएगा।
ध्यान दीजिए: ऐसी कमानी चुनिए जो 100 g से दिखाई देने योग्य खिंच जाए परंतु आपकी सबसे भारी वस्तु से स्थायी रूप से न खिंचे। प्रत्येक मापन के बाद जाँचिए कि संकेतक शून्य पर लौटता है; यदि नहीं लौटता तो कमानी पर अधिक भार पड़ चुका है और तुला को पुन: चिह्नित करना होगा।
प्र5.
विद्युतदर्शी (इलेक्ट्रोस्कोप) एक ऐसा उपकरण है जो यह निर्धारित कर सकता है कि कोई वस्तु विद्युत आवेशित है या नहीं। आप अपनी कक्षा में अपने शिक्षक की सहायता से स्वयं का विद्युतदर्शी बना सकते हैं (चित्र 5.18) एवं उपकरण का परीक्षण कर सकते हैं। पता लगाइए कि आप इस विद्युतदर्शी का अन्य किन विधियों से उपयोग कर सकते हैं।
उत्तर

बनाना (चित्र 5.18)। प्लास्टिक या गत्ते के ढक्कन वाला एक काँच का जार लीजिए। ढक्कन में छेद करके एक नलिका (स्ट्रॉ) डालिए। नलिका में से होकर ताँबे का तार गुजारिए, उसके ऊपरी सिरे को चपटी कुंडली के रूप में लपेटिए और निचले सिरे को जार के भीतर छोटे हुक की तरह मोड़ दीजिए। इस हुक से एलुमिनियम पन्नी की दो पतली पट्टियाँ इस प्रकार लटकाइए कि वे एक-दूसरे को स्पर्श करती हुई स्वतंत्र रूप से लटकें। ढक्कन बंद कर दीजिए।

परीक्षण। एक प्लास्टिक मापक को पॉलीथीन से रगड़कर ताँबे की कुंडली से स्पर्श कराइए। पन्नी की दोनों पट्टियाँ एक-दूसरे से दूर हट जाती हैं। आवेश तार के सहारे नीचे उतरकर दोनों पट्टियों तक पहुँच गया है; दोनों को एक जैसा आवेश मिला है और समान आवेश प्रतिकर्षित करते हैं — अत: पट्टियाँ एक-दूसरे को दूर धकेल देती हैं। कुंडली को अँगुली से स्पर्श कीजिए, आवेश आपके शरीर से निकल जाएगा और पट्टियाँ पुन: मिल जाएँगी।

आप इसका किन-किन कामों में उपयोग कर सकते हैंक्या देखना है
यह जाँचना कि कोई वस्तु आवेशित है या नहींपट्टियाँ फैलें → आवेशित; न हिलें → अनावेशित
दो वस्तुओं के आवेश की तुलना करनापट्टियाँ जितनी अधिक फैलें, आवेश उतना अधिक
यह पता लगाना कि कौन-से पदार्थ रगड़ने पर अच्छा आवेशित होते हैंप्लास्टिक, रबर, रेशम, ऊन, कागज को बारी-बारी जाँचकर फैलाव की तुलना कीजिए
यह दिखाना कि आवेश धीरे-धीरे निकल जाता हैनमी वाले दिन पट्टियों को धीरे-धीरे मिलते देखिए, या कुंडली छूते ही तुरंत
यह दिखाना कि धातुएँ आवेश ले जाती हैं, प्लास्टिक नहींकुंडली को पहले धातु के चम्मच से, फिर प्लास्टिक के चम्मच से स्पर्श कराकर तुलना कीजिए
ध्यान दीजिए: जार और पन्नी की पट्टियाँ पूरी तरह सूखी रखिए, और रगड़ी हुई वस्तु को केवल उसके बिना रगड़े सिरे से पकड़िए। नमी और बीच में आ जाने वाली अँगुलियाँ ही इस प्रयोग को असफल करती हैं।
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