વિજ્ઞાન ધોરણ 8 પ્રકરણ 8 બળ અને દબાણ : સ્વાધ્યાય

વિજ્ઞાન ધોરણ 8 પ્રકરણ 8 બળ અને દબાણ : સ્વાધ્યાય

૧. એવી પરિસ્થિતિઓના બે ઉદાહરણ આપો કે જેમાં, તમે ધક્કો મારીને કે ખેંચીને પદાર્થોની ગતિની અવસ્થા બદલો છો.

1. ધક્કો મારીને: ફૂટબોલના ખેલાડી દ્વારા દડાને લાત મારવાથી દડો ગતિમાં આવે છે.

2. ખેંચીને: કૂવામાંથી પાણી ભરેલી ડોલ ખેંચવાથી ડોલ ગતિમાં આવે છે.

૨. એવી પરિસ્થિતિઓના બે ઉદાહરણ આપો કે, જેમાં લાગુ પાડેલાં બળના કારણે પદાર્થનો આકાર બદલાય છે.

1. ગૂંદેલા લોટના પિંડાને વણીને રોટલી બનાવવાથી તેનો આકાર બદલાય છે.

2. ફૂલાવેલા ફુગ્ગાને હથેળીઓ વચ્ચે રાખીને દબાવવાથી તેનો આકાર બદલાય છે.

૩. નીચેના વાક્યોમાં ખાલી જગ્યા પૂરો :

  1. 1. કૂવામાંથી પાણી ખેંચવા માટે આપણે દોરડાં પર ............. લગાડવું પડે છે.

    બળ

  2. 2. એક વિદ્યુતભારિત પદાર્થ વિદ્યુતભાર રહિત પદાર્થને પોતાની તરફ ............. છે.

    આકર્ષે

  3. 3. સામાન ભરેલી ટ્રોલીને ગતિ કરાવવા માટે આપણે તેને ............. પડે.

    ધક્કો મારવો

  4. 4. એક ચુંબકનો ઉત્તર ધ્રુવ બીજા ચુંબકના ઉત્તર ધ્રુવને ............. છે.

    અપાકર્ષે

૪. એક તીરંદાજ લક્ષ્ય તરફ નિશાન તાકવા માટે પોતાના ધનુષ્યની પણછને ખેંચે છે, પછી તે બાણ છોડે છે, જે લક્ષ્ય તરફ ગતિ શરૂ કરે છે. આ માહિતીને આધારે નીચેના શબ્દોનો ઉપયોગ કરીને નીચેના વિધાનોમાં ખાલી જગ્યા પૂરો :

  1. 1. ધનુષ્યને ખેંચવા માટે તીરંદાજ ............. બળ લગાડે છે જેના કારણે તેના ............. માં ફેરફાર થાય છે.

    સ્નાયુ, આકાર

  2. 2. ધનુષ્યને ખેંચવા માટે તીરંદાજ વડે લાગુ પાડેલ બળ એ ............. બળનું ઉદાહરણ છે.

    સંપર્ક

  3. 3. બાણની ગતિની અવસ્થા બદલવા માટે જવાબદાર બળનો પ્રકાર, એ ............. બળનું ઉદાહરણ છે.

    બિનસંપર્ક

  4. 4. જ્યારે, બાણ લક્ષ્ય તરફ ગતિ કરતું હોય ત્યારે તેના પર લાગતા બળો ............. ને કારણે અને હવાના ............. ને કારણે હોય છે.

    ગુરુત્વ, ઘર્ષણ

૫. નીચેની પરિસ્થિતિઓમાં બળ લગાડનાર તથા જે વસ્તુ પર બળ લાગી રહ્યું હોય, તેને ઓળખો. દરેક પરિસ્થિતિમાં જે પ્રકારે બળની અસર દેખાય છે તે પણ બતાવો :

  1. 1. રસ કાઢવા માટે લીંબુના ટુકડાઓને આંગળીઓ વડે દબાવવા.

    બળ લગાડનાર: આંગળીઓ. બળ લાગી રહ્યું હોય તે વસ્તુ: લીંબુ. અસર: લીંબુના આકારમાં ફેરફાર થાય છે.

  2. 2. ટૂથપેસ્ટની ટ્યૂબમાંથી પેસ્ટ કાઢવી.

    બળ લગાડનાર: આંગળીઓ. બળ લાગી રહ્યું હોય તે વસ્તુ: ટૂથપેસ્ટની ટ્યુબ. અસર: ટ્યુબના આકારમાં ફેરફાર થાય છે અને પેસ્ટ બહાર આવે છે.

  3. 3. દીવાલમાં જડેલા એક હૂકથી લટકાવેલ સ્પ્રિંગના બીજા છેડે લટકાવેલું વજન.

    બળ લગાડનાર: લટકાવેલું વજન. બળ લાગી રહ્યું હોય તે વસ્તુ: સ્પ્રિંગ. અસર: સ્પ્રિંગના આકારમાં ફેરફાર થાય છે અને તે ખેંચાય છે.

  4. 4. ઊંચો કૂદકો લગાવતી વખતે એક ખેલાડી દ્વારા એક નિશ્ચિત ઊંચાઈનો સળિયો (અવરોધ) પાર કરવો.

    બળ લગાડનાર: ખેલાડીના સ્નાયુઓ. બળ લાગી રહ્યું હોય તે વસ્તુ: ખેલાડીનું શરીર. અસર: શરીરની ગતિની અવસ્થામાં ફેરફાર થાય છે.

૬. એક ઓજાર બનાવતી વખતે કોઈ લુહાર લોખંડના ગરમ ટુકડાને હથોડો મારે છે, હથોડો મારવાને કારણે લાગતું બળ લોખંડના ટુકડાને કઈ રીતે અસર કરે છે ?

હથોડો મારવાથી લાગતું બળ લોખંડના ગરમ ટુકડાના આકારમાં ફેરફાર કરે છે. લુહાર આ રીતે લોખંડને ઇચ્છિત આકાર આપે છે.

૭. એક ફુલાવેલા ફુગ્ગાને સિન્થેટીક કાપડના એક ટુકડા વડે ઘસીને એક દીવાલ પર દબાવવામાં આવ્યો. એવું જોવા મળ્યું કે ફુગ્ગો દીવાલ સાથે ચોંટી જાય છે. દીવાલ અને ફુગ્ગા વચ્ચે થતા આકર્ષણ માટે કયું બળ જવાબદાર હશે ?

દીવાલ અને ફુગ્ગા વચ્ચે થતા આકર્ષણ માટે સ્થિત વિદ્યુતબળ જવાબદાર છે. સિન્થેટીક કાપડ વડે ઘસવાથી ફુગ્ગો વિદ્યુતભારિત થાય છે. આ વિદ્યુતભારિત ફુગ્ગો દીવાલના વિદ્યુતભાર રહિત પદાર્થને પોતાની તરફ આકર્ષે છે, જેના કારણે તે દીવાલ સાથે ચોંટી જાય છે.

૮. તમે તમારા હાથમાં પાણીથી ભરેલી એક પ્લાસ્ટિકની ડોલ જમીનથી ઉપર પકડી રાખેલી છે. ડોલ પર લાગતા બળોના નામ જણાવો. ડોલ પર લાગતા બળોને કારણે તેની ગતિની અવસ્થામાં કેમ ફેરફાર થતો નથી તેની ચર્ચા કરો.

ડોલ પર લાગતા બળો:

  1. હાથ દ્વારા ઉપરની દિશામાં લાગતું સ્નાયુબળ.
  2. પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે નીચેની દિશામાં લાગતું બળ.

ડોલની ગતિની અવસ્થામાં ફેરફાર થતો નથી કારણ કે ડોલ પર ઉપર અને નીચેની દિશામાં લાગતા બળો એકબીજાને સંતુલિત કરે છે. પરિણામે, ડોલ પર લાગતું ચોખ્ખું (પરિણામી) બળ શૂન્ય હોય છે, અને તે સ્થિર રહે છે.

૯. કોઈ ઉપગ્રહને તેની કક્ષામાં તરતો મૂકવા માટે એક રોકેટને ઉપર તરફ પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવ્યું. પ્રક્ષેપણ સ્થાન (લોન્ચ પેડ) પરથી છોડવાના તરત જ બાદ રોકેટ પર લાગતા બે બળોના નામ જણાવો.

રોકેટ પર લાગતા બે બળો:

  1. રોકેટના એન્જિન દ્વારા ઉપરની દિશામાં લાગતું બળ (ધક્કો).
  2. પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે નીચેની દિશામાં લાગતું બળ.

૧૦. જ્યારે પાણીમાં ડૂબાડેલી નોઝલવાળા ડ્રૉપરના ફુલેલા ભાગને દબાવવામાં આવે છે ત્યારે ડ્રૉપરમાં રહેલી હવા પરપોટા રૂપે બહાર નીકળતી જોવા મળે છે. જ્યારે ફુલેલાં ભાગ પરથી લગાડેલું દબાણ દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે ડ્રૉપરમાં પાણી ભરાય છે. ડ્રૉપરમાં પાણી ચઢવાનું કારણ ............. છે.

વાતાવરણીય દબાણ

વિસ્તૃત અભ્યાસ માટેની પ્રવૃત્તિઓ અને પ્રૉજેક્ટસ

  1. 1. સૂકી રેતીનો લગભગ 10 cm જાડાઈનો તથા 50 cm x 50 cm ક્ષેત્રફળવાળો એક ક્યારો બનાવો. નિશ્ચિત કરો, કે તેની ઉપરની સપાટી સમતલ રહે. લાકડાનું કે પ્લાસ્ટિકનું એક ટેબલ લો. આલેખપત્ર (ગ્રાફ પેપર)ની 1 cm જાડાઈની બે પટ્ટીઓ કાપો. ટેબલના કોઈપણ પાયા પર એક પટ્ટીને તેના તળિયે અને બીજી પટ્ટીને ઉપરની બાજુ ચોંટાડો. હવે ટેબલને ધીમેથી રેતના ક્યારા પર એવી રીતે મૂકો કે તેના પાયાઓ રેત પર રહે. જો જરૂર હોય તો રેતના ક્યારાનું કદ વધારી દો. હવે ટેબલની સીટ પર એક વજન, જેમ કે ચોપડીઓથી ભરેલી બૅગ મૂકો. આલેખપત્રની પટ્ટી પર રેતીનાં સ્તરનું નિશાન બનાવો. આના પરથી તમને એ ખબર પડશે કે ટેબલનો પાયો રેતીમાં કેટલી ઊંડાઈ સુધી ખૂંપેલો (ડૂબેલો) છે. હવે ટેબલને ઉલટાવી દો, જેથી તેની સીટ રેતનાં ક્યારા પર રહે. ટેબલ હવે કેટલી ઊંડાઈ સુધી ખૂંપે (ડૂબે) છે તે નોંધો. હવે, ફરીથી એટલાં જ વજનને ટેબલ પર રાખો જે તમે પહેલી વાર રાખ્યો હતો. નોંધો કે ટેબલ કેટલી ઊંડાઈ સુધી રેતીમાં ખૂંપે છે. બંને પરિસ્થિતિઓમાં ટેબલ દ્વારા લાગતા દબાણની સરખામણી કરો.

    રૂપરેખા: આ પ્રવૃત્તિમાં, દબાણ ક્ષેત્રફળ પર કેવી રીતે આધાર રાખે છે તે દર્શાવવાનું છે. જ્યારે ટેબલ તેના પાયાઓ પર ઊભું હશે, ત્યારે સંપર્ક ક્ષેત્રફળ ઓછું હશે, તેથી રેતીમાં તે વધુ ઊંડું ખૂંપશે. જ્યારે ટેબલને ઉલટાવીને સીટ પર રાખવામાં આવશે, ત્યારે સંપર્ક ક્ષેત્રફળ વધુ હશે, તેથી તે ઓછું ઊંડું ખૂંપશે.

  2. 2. એક કાચનો પ્યાલો (ગ્લાસ) લો, અને તેને પાણીથી ભરો. હવે ગ્લાસના મોંઢાને પોસ્ટકાર્ડ જેવા એક જાડા કાર્ડથી ઢાંકો. એક હાથથી ગ્લાસને પકડો અને બીજા હાથથી કાર્ડને તેના મોઢા પર દબાવીને રાખો. કાર્ડને હાથથી દબાવી રાખીને ગ્લાસને ઉલટાવો, નિશ્ચિત કરો કે ગ્લાસ ઉર્ધ્વ રહે. કાર્ડ ઉપર રાખેલા હાથને ધીરેથી હટાવો. તમે શું અવલોકન કરો છો ? શું કાર્ડ નીચે પડે છે અને પાણી ઢોળાઈ જાય છે ? થોડી પ્રેક્ટિસ પછી તમે જોશો કે કાર્ડને ટેકો આપેલા હાથ હટાવી દીધા પછી પણ કાર્ડ પડતું નથી અને તે પાણીને ગ્લાસમાં રોકી રાખે છે. આ પ્રવૃત્તિને કાર્ડના સ્થાને કાપડનો ટુકડો લઈને કરવાનો પ્રયત્ન કરો.

    રૂપરેખા: આ પ્રવૃત્તિમાં વાતાવરણના દબાણને દર્શાવવામાં આવે છે. જ્યારે ગ્લાસ ઉલટાવવામાં આવે છે, ત્યારે કાર્ડ પર નીચેથી લાગતું વાતાવરણનું દબાણ, ગ્લાસમાં રહેલા પાણીના વજનને કારણે લાગતા દબાણ કરતાં વધારે હોય છે. તેથી, કાર્ડ નીચે પડતું નથી.

  3. 3. જુદા – જુદા કદ અને આકારની 4થી 5 પ્લાસ્ટિકની બૉટલો લો. આકૃતિ 8.22માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે તેમને કાચ અથવા રબરની ટ્યૂબના નાના ટુકડાઓ વડે જોડો. આ વ્યવસ્થા(ગોઠવણ)ને એક સમતલ સપાટી પર રાખો. હવે કોઈપણ એક બૉટલમાં પાણી રેડો. જુઓ કે જે બૉટલમાં પાણી રેડ્યું હતું તે પહેલી ભરાય છે કે બધી જ બૉટલો એકસાથે ભરાય છે. બધી બૉટલોમાં પાણીના સ્તરને થોડા થોડા સમયે નોંધો. તમારા અવલોકનોને સમજાવવાનો પ્રયત્ન કરો.

    રૂપરેખા: આ પ્રવૃત્તિમાં પાત્રના આકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના પ્રવાહીની સમાન ઊંચાઈ રહે છે તે દર્શાવવામાં આવે છે. જ્યારે એક બોટલમાં પાણી રેડવામાં આવે છે, ત્યારે બધી બોટલોમાં પાણીનું સ્તર એકસાથે વધે છે અને એકસરખું રહે છે. આ દર્શાવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે પ્રવાહી સમાન સ્તરે રહે છે, ભલે પાત્રોના આકાર અલગ હોય.