📘 CodingMarble Learn

समतल में गति के लिए अदिश और सदिश (कक्षा 11)

अदिश में सिर्फ परिमाण होता है; सदिश में परिमाण और दिशा दोनों। परिमाण और दिशा समान हों तो सदिश बराबर। किसी संख्या से गुणा करने पर लंबाई बदलती है (ऋणात्मक संख्या दिशा उल्टी कर देती है)। सदिश पूँछ-से-सिर जुड़ते हैं; A − B = A + (−B)। समतल का हर सदिश A = Ax î + Ay ĵ, जहाँ Ax = A cos θ, Ay = A sin θ। A·B = AB cos θ एक अदिश है; A×B का परिमाण AB sin θ और दिशा दोनों के लंबवत।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. अदिश में सिर्फ परिमाण होता है, जैसे 5 kg। सदिश में परिमाण और दिशा। स्थिति सदिश r मूल O से बिंदु तक जाता है; विस्थापन Δr, P से Q तक का तीर है।
  2. बराबर सदिशों की लंबाई और दिशा एक जैसी होती है, चाहे कहीं भी रखो। 2 से गुणा करो तो लंबाई दुगनी, −1 से दिशा उल्टी, ½ से आधी।
  3. जोड़ने के लिए B की पूँछ A के सिर पर रखो। A + B पहली पूँछ से आखिरी सिर तक जाता है। घटाने के लिए उल्टा सदिश जोड़ो: A − B = A + (−B)।
  4. इकाई सदिश î और ĵ की लंबाई 1 है। हर सदिश x के साथ और y के साथ दो हिस्सों में टूटता है: Ax = A cos θ, Ay = A sin θ।
  5. अदिश गुणनफल A·B = AB cos θ एक संख्या देता है। सदिश गुणनफल A×B का परिमाण AB sin θ, यानी समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल, और दिशा समतल से बाहर।
  6. अब आपकी बारी: स्लाइडर से A और B बदलो। योग, अंतर, अदिश गुणनफल और सदिश गुणनफल को एक साथ बदलते देखो।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

स्थिति सदिश और विस्थापन सदिश में क्या फ़र्क है?

स्थिति सदिश हमेशा मूल O से शुरू होता है। विस्थापन पुरानी जगह से नई जगह तक जाता है; O कहाँ है इससे फ़र्क नहीं पड़ता।

तीर खिसका दूँ तो क्या नया सदिश बन जाएगा?

नहीं। बिना घुमाए या खींचे खिसकाने पर वही सदिश रहता है। चरण 2 के दोनों लाल तीर बराबर हैं।

3 + 4 सीधे क्यों नहीं जोड़ सकते?

सिर्फ तब, जब दोनों एक ही दिशा में हों। कोण पर पूँछ-से-सिर वाला तीर दोनों के जोड़ से छोटा होता है, त्रिभुज में देखो।

Ax = A cos θ क्यों, A sin θ क्यों नहीं?

समकोण त्रिभुज में Ax, θ के पास वाली भुजा (आधार) है, और आधार/कर्ण = cos θ। तीर घूमते समय x पर नीला हिस्सा देखो।

अदिश गुणनफल संख्या और सदिश गुणनफल सदिश क्यों?

डॉट गुणनफल सिर्फ नापता है कि B का कितना हिस्सा A की दिशा में है। क्रॉस गुणनफल दिशा वाला क्षेत्रफल है, इसलिए समतल से बाहर इशारा करता है।

A×B शून्य कब होता है?

जब A और B समांतर या उल्टे हों (θ = 0° या 180°): समांतर चतुर्भुज चपटा हो जाता है। फ्री-प्ले में दोनों कोण बराबर करके देखो।

अदिश और सदिश राशियाँ

अदिश राशि सिर्फ संख्या और मात्रक से पूरी हो जाती है: द्रव्यमान, समय, ताप, चाल, कार्य। सदिश को परिमाण और दिशा दोनों चाहिए और वह त्रिभुज नियम से जुड़ता है: विस्थापन, वेग, त्वरण, बल।

सदिश को मोटे अक्षर या तीर से लिखते हैं: A या A⃗; परिमाण |A| या A। दिशा होने से ही कोई राशि सदिश नहीं बनती: विद्युत धारा की दिशा है, पर वह अदिश की तरह जुड़ती है।

स्थिति सदिश और विस्थापन सदिश

बिंदु P का स्थिति सदिश r, मूल O से P तक का तीर है: r = x î + y ĵ।

वस्तु P (r₁) से Q (r₂) तक जाए तो विस्थापन सदिश Δr = r₂ − r₁। यह सिर्फ शुरू और आखिरी बिंदु पर निर्भर है, रास्ते पर नहीं।

बराबर सदिश

दो सदिश बराबर हैं अगर उनका परिमाण भी एक और दिशा भी एक। सदिश को बिना घुमाए कहीं भी खिसकाओ, वह वही सदिश रहता है। बराबर परिमाण पर उल्टी दिशा वाले सदिश एक-दूसरे के ऋणात्मक हैं।

सदिश को संख्या से गुणा करना

λA की लंबाई A की λ गुना होती है। λ > 0 हो तो दिशा वही; λ < 0 हो तो उल्टी; λ = 0 हो तो शून्य सदिश। मात्रक वाली राशि से गुणा करने पर भौतिक अर्थ बदल जाता है: वेग × समय = विस्थापन।

सदिशों का योग और घटाव

त्रिभुज नियम

B की पूँछ A के सिर पर रखो। A की पूँछ से B के सिर तक का तीर A + B है।

समांतर चतुर्भुज नियम

A और B को एक ही बिंदु से खींचो और समांतर चतुर्भुज पूरा करो। उस बिंदु से जाने वाला विकर्ण परिणामी R है: R² = A² + B² + 2AB cos θ, tan α = B sin θ/(A + B cos θ)।

योग क्रमविनिमेय (A + B = B + A) और साहचर्य है। घटाव: A − B = A + (−B), और |A − B|² = A² + B² − 2AB cos θ।

इकाई सदिश

इकाई सदिश का परिमाण 1 होता है, वह सिर्फ दिशा बताता है: Â = A/|A|। î, ĵ, k̂ क्रमशः x, y, z अक्ष की दिशा में हैं। इसलिए A = |A| Â।

सदिश का आयताकार घटकों में वियोजन

A अगर x-अक्ष से θ कोण बनाए: Ax = A cos θ, Ay = A sin θ, और A = Ax î + Ay ĵ। उल्टा: A = √(Ax² + Ay²), tan θ = Ay/Ax।

घटकों से जोड़ना आसान है: x वाले हिस्से जोड़ो, y वाले जोड़ो। R = (Ax + Bx) î + (Ay + By) ĵ।

अदिश और सदिश गुणनफल

अदिश (डॉट) गुणनफल

A·B = AB cos θ = AxBx + AyBy + AzBz। यह एक अदिश है। î·î = 1, î·ĵ = 0। उदाहरण: कार्य W = F·s।

सदिश (क्रॉस) गुणनफल

|A×B| = AB sin θ, यानी A और B से बने समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल। दिशा दोनों के लंबवत, दाएँ हाथ के नियम से। î×ĵ = k̂, ĵ×k̂ = î, k̂×î = ĵ, और B×A = −A×B। उदाहरण: बल-आघूर्ण τ = r×F।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. 3 N और 4 N के दो बल समकोण पर लगे हैं। परिणामी निकालो।

चरण 1: θ = 90°, cos 90° = 0। चरण 2: R = √(9 + 16) = 5 N। चरण 3: tan α = 4/3 → α ≈ 53°, 3 N बल से।

2. कण P(1, 2) m से Q(4, 6) m तक जाता है। विस्थापन सदिश और उसका परिमाण निकालो।

चरण 1: Δr = 3î + 4ĵ m। चरण 2: |Δr| = √(9 + 16) = 5 m।

3. 20 m/s का वेग x-अक्ष से 30° पर है। घटक निकालो।

चरण 1: vx = 20 cos 30° = 17.3 m/s। चरण 2: vy = 20 sin 30° = 10 m/s। चरण 3: v = 17.3 î + 10 ĵ m/s।

4. A = 6î − 8ĵ की दिशा में इकाई सदिश निकालो।

चरण 1: |A| = √(36 + 64) = 10। चरण 2: Â = 0.6î − 0.8ĵ। चरण 3: जाँच: 0.36 + 0.64 = 1 ✓।

5. 5-5 परिमाण के दो सदिश आपस में 60° बनाते हैं। |A + B| और |A − B| निकालो।

चरण 1: |A + B|² = 25 + 25 + 50 cos 60° = 75 → ≈ 8.66। चरण 2: |A − B|² = 50 − 25 = 25 → 5।

6. A = 2î + 3ĵ और B = 4î − ĵ। A·B और दोनों के बीच का कोण निकालो।

चरण 1: A·B = 8 − 3 = 5। चरण 2: |A| = √13 ≈ 3.61, |B| = √17 ≈ 4.12। चरण 3: cos θ = 5/14.87 ≈ 0.336 → θ ≈ 70.4°।

7. इन्हीं A = 2î + 3ĵ, B = 4î − ĵ के लिए A×B और समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल निकालो।

चरण 1: A×B = (AxBy − AyBx) k̂ = (−2 − 12) k̂ = −14 k̂। चरण 2: क्षेत्रफल = 14 वर्ग इकाई। चरण 3: ऋण चिह्न = दिशा समतल के अंदर।

8. बल F = 3î + 4ĵ N एक डिब्बे को s = 5î m खिसकाता है। किया गया कार्य निकालो।

चरण 1: W = F·s = 3·5 + 4·0। चरण 2: W = 15 J। गति की दिशा वाला हिस्सा ही कार्य करता है।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. इनमें से सदिश कौन है?
2. इकाई सदिश का परिमाण होता है:
3. शून्येतर सदिशों के लिए A·B = 0 हो तो कोण:
4. î × ĵ बराबर है:
5. A + B का अधिकतम परिमाण:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

अदिश और सदिश में क्या अंतर है?

अदिश में सिर्फ परिमाण (द्रव्यमान, समय)। सदिश में परिमाण और दिशा, और वह त्रिभुज नियम से जुड़ता है (वेग, बल)।

सदिश का वियोजन क्या है?

सदिश को लंबवत हिस्सों में तोड़ना: x के साथ Ax = A cos θ और y के साथ Ay = A sin θ।

अदिश गुणनफल और सदिश गुणनफल में क्या अंतर है?

अदिश गुणनफल AB cos θ एक अदिश देता है (जैसे कार्य)। सदिश गुणनफल का परिमाण AB sin θ और दिशा दोनों के लंबवत (जैसे बल-आघूर्ण)।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

कनाडा (ओंटारियो)Grade 12D. Applications of Geometry
इटलीSecondaria di secondo grado – classe 1ªArithmetic and algebra
इटलीSecondaria di secondo grado – classe 2ªArithmetic and algebra
यूक्रेन9 класVectors on the plane
सीबीएसई (भारत)कक्षा 11शुद्धगतिकी
अमेरिकाGrade 11Kinematics
दक्षिण कोरिया고등학교 2학년Text data
दक्षिण कोरिया고등학교 2학년Space-time and motion
दक्षिण कोरिया고등학교 3학년Mechanical interactions
रूस9 классMechanical phenomena
चीन高一Ch.6 Plane vectors
चीन高一Compulsory 1 Ch.3 Forces

पहले यह पढ़ें

आगे पढ़ें

इससे जुड़े पाठ

सभी भौतिक विज्ञान पाठ