પાણી-કાચની સંપર્કસપાટી માટે સંપર્કકોણ 0° છે. ઇથાઇલ આલ્કોહૉલ માટે 0°, પારો-કાચ માટે 140°અને મિથાઇલ આયોડાઇડ કાચ માટે 30° છે. આમાંના એક પ્રવાહીમાં કેશનળી રાખતા મિનિસ્ક્સ બહિર્ગોળ દેખાય છે,તો આ પ્રવાહી ...... હશે.
40 m/s ની ઝડપથી ઘરમાં છતને સમાંતર પવન કૂંકાય છે. છતનું ક્ષેત્રફળ 250 m2 છે. ઘરમાં દબાણ, વાતાવરણના દબાણ જેટલું ધારીએ તો છત પર લાગતાં બળ અને તેની દિશા........ (ρair=1.2 kg/m3)
સ્પ્રે પંપના નળાકાર ટ્યૂબની ત્રિજ્યા R છે. તેના એક છેડે r ત્રિજ્યાના ‘n’સૂક્ષ્મ છિદ્રો છે. જો નળાકાર ટ્યૂબમાં પ્રવાહીની ઝડપ v હોય, તો આ છિદ્રોમાંથી બહાર નીકળતા પ્રવાહીની ઝડપ કેટલી હશે ?
જવાબ : કસનળીમાં પાણી ઉપરના છેડા સુધી ચઢે છે ત્યારે સ્થિર રહે છે, બહાર નીકળતું નથી.
એકબીજામાં મિશ્રણ ન થઈ શકતા હોય તેવા પ્રવાહીઓ કે જેમની ઘનતા ρ તથા nρ (n>1) છે, જે કોઈ પાણીમાંભરેલાં છે. દરેક પ્રવાહીની ઊંચાઈ h છે. L લંબાઈ અને d ઘનતાના એક નળાકારને આ પાત્રમાં રાખવામાં આવે ત્યારે. આ નળાકાર આ પાત્રમાં એવી રીતે તરે છે કે જેથી તેનું અક્ષ ઊભું રહે તથા પ્રવાહીમાં તેની લંબાઈ PL (P<1) રહે છે. જ્યાં ઘનતા dછે.
કોઈ પ્રવાહીની લંબયોરસ કપોટીને 4cm ×2 cm માંથી વઘારીને 5cm ×4 cm કરવામાં આવે છે. જો આ પ્રક્રિયામાં કરવું પડતું કાર્ય 3 ×10-4 J હોય, તો પ્રવાહીના પૃષ્ઠતાણનું મૂલ્ય કેટલું ઠરો ?
ત્રણ પ્રવાહીઓની ઘનતા ρ1,ρ2 અને ρ૩(ρ1>ρ2 >ρ૩)છે. તેમના પૃષ્ઠતાણ T નાં મૂલ્યો સમાન છે, ત્રણ આદર્શ કસનળીમાં ત્રણેય પ્રવાહીઓ સમાન ઊંચાઈ સુધી ચઢે છે. ત્રણેય પ્રવાહીઓનો સંપર્કકોણ અનુક્રમે θ1,θ2 અને θ૩ હોય, તો નીચેનામાંથી કયો સંબંધ સાચો રહે ?
‘r’ ત્રિજ્યાનો એક નાનો ગોળો સ્થિર સ્થિતિમાંથી એક સ્નિગ્ધ પ્રવાહીમાં પડે છે. સ્નિગ્ઘ બળના પરિણામે ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે આ ગોળો તેનો ટર્મિનલ વેગ પ્રાપ્ત કરશે ત્યારે ઉષ્મા ઉત્પન્ન થવાનો દર .......... ને ચલે છે.
એક વિદ્યાર્થી સ્ટ્રો દ્વારા પાણી ચુસતા તેના ફેફસાંનું દબાણ 750 mm પારા (ઘનતા 13.69 g/cm³)ની ઊંચાઈ જેટલું થાય છે તો આ સ્ટ્રો દ્વારા તે પાણીના ગ્લાસની ...........
એક સાબુના પાતળા સ્તરનું ક્ષેત્રફ્ળ 10 cm ×6 cm થી 10 cm ×11 cmવધારવા માટે 3.0×10-4 Jકાર્ય કરવું પડતું હોય તો આ પાતળા સ્તરનું પૃષ્ઠતાણ................. થશે.
સમતાપી સ્થિતિએ શૂન્યાવકાશમાં અને ત્રિજ્યાવાળા બે સાબુના પરપોટા ભેગા ભળી જઈ મોટો પરપોટો બનાવે છે, તો મોટા પરપોટાની (પરિણામી) ત્રિજ્યા ............... પ્રમાણેની થશે.
નળાકાર પાત્રમાં પ્રવાહી ભરી નળાકારના પાયામાંથી પસાર થતી ઊર્ધ્વઅક્ષને અનુલક્ષીને નળાકારને ભ્રમણ કરવા દેવામાં આવે છે. જો પાત્રની ત્રિજ્યા r અને કોણીય વેગ ω હોય તો, પાત્રમાં કેન્દ્ર અને ધાર વચ્ચે પ્રવાહીની ઊંચાઈઓનો તફાવત ................ થશે.
r ત્રિજ્યાવાળી કસનળી પાણીમાં ડુબાડેલ છે, તેમાં પાણી h ઊંચાઈ સુધી ઉપર ચઢે છે. કસનળીમાં પાણીનું દળ 5g છે હવે 2r ત્રિજ્યાવાળી બીજી કસનળી પાણીમાં ડુબાડેલ હોય તો આ કસનળીમાં પાણીનું દળ ...... જેટલું ઊંચે ચઢશે.
8 cm ના વ્યાસવાળા એક નળાકારમાં 4 ms-1ના વેગથી પાણી વહન કરે છે. તેના છેડા પર 2 cm વ્યાસવાળી પાઈપ જોડેલ હોય તો તેના મુક્ત છેડા પાસે પાણીનો વેગ .......... હશે.
અવકાશમાં r₁અને r₂ત્રિજ્યાના સાબુના બે પરપોટાઓ ભેગા થઈ એક મોટો પરપોટો બને છે. તો મોટા પરપોટાની ત્રિજ્યા ............... છે. પરપોટો રચાવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન તાપમાન અચળ રહે છે તેમ ધારો.
2 m ઊંચાઈની એક પૂર્ણત: ભરેલી ખુલ્લી ટાંકીના તળિયા પાસે 2 mm² આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતું એક નાનું કાણું રહેલ છે. g=10 m/s2લઈને, આ ખુલ્લા કાણામાંથી વહેતાં પાણીના પ્રવાહનો દર લગભગ ................. હશે.
એક આદર્શ પ્રવાહી કોઈ નળીમાંથી ધારા રેખા સ્વરૂપે વહે છે. નળીના મહત્તમ અને લઘુતમ વ્યાસ અનુક્રમે 6.4 cm અને 4.8 cm છે, તો લઘુતમથી મહત્તમ વેગનો ગુણોત્તર શોધો.
0°C તાપમાનવાળા પાણીમાં 1m ઊંચાઈનો નળાકાર 20 cm ઊંચાઈ હવામાં રહે તે રીતે તરે છે. હવે પાણીનું તાપમાન 4°C જેટલું વધારવામાં આવે ત્યારે હવામાં નળાકારની ઊંચાઈ 21 cm જેટલી રહે છે. 4°C અને 0°C તાપમાને પાણીની ઘનતાનો ગુણોત્તર શોધો. (નળાકારનું પ્રસરણ અવગણો)
એક તળાવના તળિયેથી એક મોટો પરપોટો સપાટી પર આવે છે. ત્યારે તેની ત્રિજ્યા બમણી થાય છે. H ઊંચાઈના પાણીના સ્તંભનું દબાણ વાતાવરણના દબાણ જેટલું હોય તો તળાવની ઊંડાઈ કેટલી હશે ?
હવામાં સાબુનાં દ્રાવણના પરપોટા સમય છે. એક પરપોટાની અંદરનું વધારાનું દબાણ, બીજા પરપોટાના અંદરના વધારાના દબાણ કરતાં બમણું છે. જો પ્રથમ પરપોટાનું કદ, બીજા પરપોટાના કદ n ગણું હોય તો n = ........
લંબાઈ સાથે આડછેદમાં સતત ફેરફાર થતો હોય તેવી પ્રવાહ નળીના છેડાઓ A અને B ના આડછેદની ત્રિજ્યાનો ગુણોત્તર 3:2 છે, તો A છેડા પરથી દાખલ થઈને B છેડેથી ભાર આવતા પ્રવાહીના વેગોનો ગુણોત્તર .......... છે.
પાણી ભરેલા પાત્રમાં 0.2 mm વ્યાસવાળી કસનળીને શિરોલંબ મૂકેલી છે. કેશનળીમાં પાણી પર કેટલા N/m2દબાણ લગાડવું જોઈએ કે જેથી કેશનળીમાંની પાણીની સપાટી પાત્રમાંના પાણીની સપાટી જેટલી થાય ? પાણીનું પૃષ્ઠતાણ = 0.07 N/m તથા વાતાવરણનું દબાણ = 105 N/m2 છે.
એક પાત્રમાં 13.6 gm/cm³ ઘનતા ધરાવતા મરક્યુરી પર 0.8 gm3 ઘનતા ધરાવતા તેલને ભરવામાં આવેલું છે. એક નક્કર ગોળો તેમાં એવી રીતે તરે છે કે જેથી ગોળાનો અર્ધો ભાગ મરક્યુરીમાં ડુબેલો તથા ઉપરનો અર્ધો ભાગ તેલના માધ્યમમાં છે. તો ગોળાના દ્રવ્યની ઘનતા ............. ગ્રામ/સેમી³ હોય.
2.8 mm ત્રિજ્યાવાળું પ્રવાહીનું ટીપું, સમાન ત્રિજ્યાવાળા કુલ 125 ટીપાંઓમા6 વિભાજન પામે તો ઊર્જામાં થતો ફેરફાર લગભગ ................ હોય (T = 75 ડાઈન/સેમી)
એક શ્યાન પ્રવાહીમાં સોનાના ગોળાનો અંતિમ વેગ 0.2 ms-1 છે. (સોનાની ઘનતા 19.5 kg m-3, પ્રવાહીની ઘનતા 1.5 kg m-3 છે.) તો તેટલા જ પરિમાણવાળા ચાંદીના ગોળાનો તે જ પ્રવાહીમાં અંતિમ વેગ કેટલો ? (ચાંદીની ઘનતા 10.5 kg m-3 છે.)
ઍરોપ્લેનના ઉડ્ડયન દરમિયાન તેની પાંખની ઉપર તથા નીચેના ભાગેથી પસાર થતી હવાની ધારારેખાઓની ઝડપ અનુક્રમે 120 m/s અને 90 m/s છે, પાંખની લંબાઈ 10 મીટર અને તેની સરેરાશ જાડાઈ 2 મીટર છે. હવાની ઘનતા 1.3 kg/m³ છે. તો પાંખની બંને બાજુએ ઉદ્ભવતો દબાણ તફાવત ............... પાસ્કલ થાય.
સમજાવો, શા માટે(a) માનવમાં પગ આગળ લોહીનું દબાણ (blood pressure), મગજ આગળ હોય તે કરતાં વધુ હોય છે.(b) વાતાવરણની ઊંચાઈ 100 km થી વઘુ હોવા છતાં લગભગ 6 km ની ઊંચાઈએ વાતાવરણનું દબાણ ઘટીને તેના દરિયાની સપાટી આગળના મૂલ્યનું લગભગ અડધું હોય છે.(c) દબાણ એ બળ ભાગ્યા ક્ષેત્રફળ હોવા છતાં હાઇડ્રોસ્ટેટિક (દ્રવ્યસ્થિત) દબાણ એ અદિશ રાશિ છે.
જવાબ : (a) મનુષ્યમાં મગજ કરતાં પગમાં રુધિરનું દબાણ વધુ હોય છે. કારણ કે, મગજની રુધિરવાહિનીની લંબાઈ કરતાં પગની રુધિરવાહિનીની લંબાઈ વધુ હોય છે તેથી.
(b) પૃથ્વીની સપાટીથી ઉપર જતાં હવાની ઘનતામાં થતો ફેરફાર રેખીય નથી. તેથી દબાણનો ફેરફાર ઊંચાઈ સાથે રેખીય રીતે નથી થતો. h ઊંચાઈએ દબાણ P = P0e-αhવડે અપાય છે. જયાં P0દરિયાની સપાટીએ દબાણ છે અને α અચળાંક છે.(c) પ્રવાહી પર બળ લગાડતાં, પ્રવાહીમાં દબાણ બધી જ દિશામાં સમાન રીતે પ્રસરે છે. આમ, પ્રવાહીમાં દબાણને કોઈ ચોક્કસ દિશા નથી માટે હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ અદિશ રાશિ છે.
સમજાવો, શા માટે(a) પારાનો કાચ સાથેનો સંપર્કકોણ ગુરુકોણ છે જ્યારે પાણીનો કાચ સાથેનો સંપર્કકોણ લઘુકોણ છે.(b) સ્વચ્છ કાચની સપાટી પર પાણી ફેલાઈ જાય છે જ્યારેતે જ સપાટી પર પારો બુંદો રચે છે. (બીજી રીતે કહીએ તો, પાણી કાચને ભીંજવે છે જ્યારે પારો કાચને ભીંજવતો નથી.)(c) પ્રવાહીનું પૃષ્ઠતાણ સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધારિત નથી.(d) ડિટર્જન્ટ ઓગાળેલા પાણીને નાના સંપર્કકોણો હોય છે.(e) બાહ્ય બળોની અસર હેઠળ ન હોય તેવું પ્રવાહી બુંદ હંમેશાં ગોળાકાર હોય છે.
જવાબ : (a) આકૃતિમાં દર્શાવા પ્રમાણે કોઈ પ્રવાહી (L)નું ટીપું ઘન પદાર્થની પ્લેટ પર છે. ટીપાંની આસપાસનું માધ્યમ હવા છે.ટીપાં પર લાગતા પૃષ્ઠતાણ દર્શાવ્યા છે.
SSL=ઘન પ્રવાહી સપાટી માટે પૃષ્ઠતાણSLA= પ્રવાહી હવા સપાટી માટે પૃષ્ઠતાણSSA= ઘન હવા સપાટી માટે પૃષ્ઠતાણ છે.θ = સંપર્કકોણ છે.SLAcosθ+SSA=SSLપારા અને કાચની સપાટી માટે SSA<SSL હોય છે. તેથી cosθઋણ મળે છે જેથી θ ગુરુકોણ મળે છે.પાણી અને કાચની સપાટી માટે SSA>SSL તેથી cosθ ધન મળે છે. જેથી θ લઘુકોણ મળે છે.(b) સ્વચ્છ કાચની સપાટી પર પાણી ફેલાઈ જાય છે તથાપાણી કાચની સપાટીને ભીંજવે છે. કારણ કે, પાણીના અણુઓ વચ્ચે લાગતું સંસક્તિબળ ઓછું છે. જ્યારે પાણી કાચના અણુઓ વચ્ચે લાગતું આસક્તિબળ વધુ હોય છે. તેથી, પાણી કાચની સપાટી પર ફેલાય છે અથવા કાચની સપાટી પર ચોંટે છે.પારાના અણુઓ માટે સંસક્તિબળ વધુ હોય છે જ્યારે પારા અને કાચના અણુઓ વચ્ચે આસક્તિબળ ઓછું હોય છે.તેથી, પારો કાચની સપાટી પર ફેલાતો નથી. ટીપાં સ્વરૂપેરહે છે તથા પારો કાચની સપાટીને ભીંજવતો પણ નથી.(c) પૃષ્ઠતાણ એટલે કે, સ્થિર પ્રવાહીની સપાટી પર એકમ લંબાઈની રેખા કલ્પવામાં આવે, તો રેખાની એક બાજુના અણુઓ બીજી બાજુના અણુઓ પર સપાટીને સમાંતર અને રેખાને લંબરૂપે જે બળ લગાડે છે તેને પૃષ્ઠતાણ કહે છે.S=F/l આમ, વ્યાખ્યા અનુસાર આ બળ સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધારિત નથી તેથી પૃષ્ઠતાણ પણ પ્રવાહીની સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધારિત નથી.(d) કપડામાં સૂક્ષ્મ છિદ્રો હોય છે જે કસનળી તરીકે વર્તે છે. કસનળીમાં ઉપર ચઢતાં પ્રવાહીની ઊંચાઈh=2T cosθ / rρg∴ઊંચાઈ h એ cosθ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે (જ્યાં θસંપર્કકોણ છે). ડિટર્જન્ટ માટે સંપર્કકોણ θ નાનો થવાથી cosθનું મૂલ્ય વધે છે. તેથી, ડિટર્જન્ટવાળું પાણી કપડાના છિદ્રમાં ઘણે ઊંડે મેલના કણો સુધી જઈ શકે છે.(e) કોઈ પણ તંત્ર લઘુતમ ઊર્જા ધારણ કરવાનું વલણ ધરાવે છે. કોઈ પણ બાહ્યબળની ગેરહાજરીમાં આપેલા કદના પ્રવાહી માટે ગોળાકાર સપાટીનું ક્ષેત્રફળ લઘુતમ હોય છે. તેની ઊર્જા પણ લઘુતમ હોય છે. આ કારણથી બાહ્યબળની ગેરહાજરીમાં પાણીના ટીપાંનો આકાર ગોળાકાર હોય છે.
સમજાવો. શા માટે . .(a) કાગળના ટુકડાને સમક્ષિતિજ રાખવા માટે તમારે તેની ઉપર ફૂંક મારવી પડે, નીચે નહિ.(b) જ્યારે આપણે પાણીના નળને આપણી આંગળીઓથી બંધ કરવાનો પ્રયત્ન કરીએ છીએ ત્યારે આંગળીઓ વચ્ચે જગ્યામાંથી પાણીની વેગવંત ધારાઓ ધસી આવે છે.(c) ઇન્જેક્શન આપવામાં ડૉક્ટર દ્વારા અંગુઠાથી દાખવતા દબાણ કરતાં સિરિંજની સોયનું પરિમાણ વહનના દરનું વધુ સારી રીતે નિયંત્રણ કરી શકે છે.(d) પાત્રમાંના નાનાં છિદ્રોમાંથી બહાર વહી આવતા તરલને પરિણામે પાત્ર પર વિરુદ્ધ દિશામાં ધક્કો લાગે છે.(e)હવામાં સ્પિન થતો ક્રિકેટ બૉલ પરવલય ગતિપથને અનુસરતો નથી.
જવાબ : (a) કાગળના ટુકડા પર હવા ફૂંકવામાં આવે છે, ત્યારે હવાનો વેગ વધે છે તેથી બર્નુલીના સમીકરણ પ્રમાણે કાગળના ઉપરના ભાગમાં લાગતું હવાનું દબાણ (P)ઘટે છે. જયારે કાગળના નીચેના ભાગમાં લાગતું દબાણ પહેલાં જેટલું વાતાવરણના દબાણ Pα જેટલું રહે છે. તેથી કાગળનો ટુકડો સમક્ષિતિજ રહે છે.
(b) સાતત્ય સમીકરણ Av= અચળ પ્રમાણે આંગળીઓ વચ્ચેની જગ્યા ઘટતા, ક્ષેત્રફળ ઘટે છે. જેથી બહાર આવતા પાણીનો વેગ વધે છે. (c) અચળ ઊંચાઈ માટે બર્નુલીનું સમીકરણ P+12ρv2=અચળ છે. અહીં, દબાણના પદની માત્ર એક ઘાત છે. જ્યારે બીજા પદમાં વેગનો વર્ગ છે. તેથી દબાણ કરતાં વેગની,અસર સમીકરણમાં વધી જાય છે. માટે સિરિંજની સોયનું પરિમાણ વહનના દરનું વધુ સારી રીતે નિયંત્રણ કરી શકે છે.(d) આમ થવાનું કારણ વેગમાનનું સંરક્ષણ છે. છિદ્રમાંથી વહેતું પ્રવાહી આગળ તરફ વેગમાન ધરાવે છે અને પાત્ર તેટલું જ વેગમાન પાછળ તરફ મેળવે છે.(e) હવાની ગેરહાજરીમાં સ્પિન થયેલો બૉલ પરવલય માર્ગે ગતિ કરે છે. પરંતુ, હવાની હાજરીમાં મૅગ્નસ અસર સર્જાય છે. તેથી સ્પિન થયેલો બૉલ તેના પરવલય માર્ગેથી ફંટાય છે.
ટૉરિસેલીના બૅરોમિટરમાં પારો વપરાયો હતો. પાસ્કલે 984 kg m-3ઘનતાનો ફેંચ વાઇન વાપરીને તેની નકલ કરી, સામાન્ય વાતાવરણના દબાણ માટે વાઇનના સ્તંભની ઊંચાઈ કેટલી હશે?
ધારો કે ફ્રેંચ દારૂના સ્તંભની ઊંચાઈ h છે અને તેને અનુરૂપ દબાણ P’છે.∴P'=hρgજ્યાં ρ=દારૂની ઘનતા = 984 kg m-3આપેલ માહિતી પરથી P’=Pahρg=Pa∴h=Paρg∴h=1.013×105984×9.8∴h=0.000105×105∴h=10.5 m
એક ઊર્ધ્વ બાંધકામ 109 Pa નું મહત્તમ પ્રતિબળ સહન કરી શકે છે. આ બાંધકામ સમુદ્રની અંદરના તેલના કૂવા પર મૂકવા માટે યોગ્ય છે ? સમુદ્રની ઊંડાઈ 3 km છે. સમૂદ્રમાંના પ્રવાહોને અવગણો.
ρ(પાણીની ઘનતા) =103kg/m3સમુદ્રના પાણીના કારણે દબાણ P = hρgP = (3000) (1000) (9.8)P = 2.94 107 Paસમુદ્રમાં 3 km ઊંડાઈએ દબાણ લગભગ 3×107 Pa છે.તેથી આ બાંધકામ યોગ્ય છે. કારણ કે, તે 109Paનું મહત્તમ પ્રતિબળ સહન કરી શકે તેવી ક્ષમતા ધરાવે છે. જ્યારે દરિયાની અંદર 3×107 Paનું જ દબાણ છે.
1.5 m લંબાઈ અને 1.0 cm ત્રિજ્યા ધરાવતી એકસમક્ષિતિજ નળીમાંથી ગ્લિસરીનનું સ્થાયી વહન થઈ રહ્યું છે, જો એક છેડે એકત્રિત કરતા ગ્લિસરીનના જથ્થો 4.0 ×10-3 kg s-1, હોય તો નળીના બે છેડે દબાણ તફાવત કેટલો હશે ? (ગ્લિસરીનની ઘનતા =1.3 ×103 kg m-3અને ગ્લિસરીનની શ્યાનતા= 0.83 Pa s). (નળીમાં સ્તરીય વહનની પૂર્વધારણા સાચી છે કે નહિ તે ચકાસવાનું પણ કદાચ તમને ગમશે).
પવનની ટનલમાં એક નમૂના (model) ના વિમાન પરનાપ્રયોગમાં પાંખની ઉપર અને નીચેની સપાટીઓ આગળવહનની ઝડપ અનુક્રમે 70 ms-1અને 63 ms-1છે. જોપાંખનું ક્ષેત્રફળ 2.5 m² હોય તો પાંખ પર ઊર્ધ્વ ધક્કો(બળ) (lift) કેટલો હશે ? હવાની ઘનતા 1.3 kg m-3લો.
સ્પ્રે-પંપ (છંટકાવ માટે વપરાતો પંપ) ની નળાકાર નળીનો આડછેદ 8.0 cm²છે. તેના એક છેડે 1.0 mm વ્યાસનાં 40 છિદ્રો છે. જો નળીની અંદર પ્રવાહી વહનની ઝડપ 1.5 m min-1હોય, તો છિદ્રોમાંથી બહાર આવતા પ્રવાહીની ઝડપ કેટલી હશે ?
The GSEB Books for class 10 are designed as per the syllabus followed Gujarat Secondary and Higher Secondary Education Board provides key detailed, and a through solutions to all the questions relating to the GSEB textbooks.
The purpose is to provide help to the students with their homework, preparing for the examinations and personal learning. These books are very helpful for the preparation of examination.
For more details about the GSEB books for Class 10, you can access the PDF which is as in the above given links for the same.