Gravitation is an important Physics topic for SSC, Railway and other competitive examinations.
गुरुत्वाकर्षण SSC, Railway तथा अन्य प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए भौतिक विज्ञान का एक महत्वपूर्ण विषय है।
Questions may be based on Newton's Law of Gravitation, gravity, acceleration due to gravity, mass, weight, free fall and differences between Earth and Moon.
प्रश्न न्यूटन के सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियम, गुरुत्व, गुरुत्वीय त्वरण, द्रव्यमान, भार, मुक्त पतन तथा पृथ्वी और चंद्रमा के अंतर पर आधारित हो सकते हैं।
What is Gravitation? / गुरुत्वाकर्षण क्या है?
Gravitation is the force of attraction between any two masses in the universe.
ब्रह्मांड में किसी भी दो द्रव्यमानों के बीच लगने वाले आकर्षण बल को गुरुत्वाकर्षण कहते हैं।
Every object having mass attracts every other object having mass.
द्रव्यमान वाली प्रत्येक वस्तु दूसरी द्रव्यमान वाली वस्तु को आकर्षित करती है।
Newton's Universal Law of Gravitation / न्यूटन का सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियम
According to Newton's Universal Law of Gravitation, every two objects in the universe attract each other with a force that is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between their centres.
न्यूटन के सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियम के अनुसार ब्रह्मांड की प्रत्येक दो वस्तुएँ एक-दूसरे को ऐसे बल से आकर्षित करती हैं जो उनके द्रव्यमानों के गुणनफल के समानुपाती तथा उनके केंद्रों के बीच दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
Formula:
F = Gm₁m₂/r²
Where / जहाँ:
F = Gravitational Force / गुरुत्वाकर्षण बल
m₁, m₂ = Masses / द्रव्यमान
r = Distance between centres / केंद्रों के बीच दूरी
G = Universal Gravitational Constant / सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियतांक
Universal Gravitational Constant / सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियतांक
The approximate value of G is:
G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m²/kg²
G is a universal constant.
G एक सार्वत्रिक नियतांक है।
Effect of Distance / दूरी का प्रभाव
Gravitational force varies inversely as the square of distance.
गुरुत्वाकर्षण बल दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
F ∝ 1/r²
If distance becomes twice:
यदि दूरी दोगुनी हो जाए:
New force = F/4
नया बल = मूल बल का 1/4
If distance becomes three times:
यदि दूरी तीन गुनी हो जाए:
New force = F/9
नया बल = मूल बल का 1/9
What is Gravity? / गुरुत्व क्या है?
Gravity is the gravitational force by which Earth attracts objects towards its centre.
गुरुत्व वह गुरुत्वाकर्षण बल है जिसके द्वारा पृथ्वी वस्तुओं को अपने केंद्र की ओर आकर्षित करती है।
Gravitation is a general phenomenon, while gravity commonly refers to attraction by Earth or another celestial body.
गुरुत्वाकर्षण एक सामान्य घटना है, जबकि गुरुत्व सामान्यतः पृथ्वी या किसी अन्य खगोलीय पिंड के आकर्षण को दर्शाता है।
Acceleration Due to Gravity / गुरुत्वीय त्वरण
When an object falls freely near Earth's surface, it accelerates due to Earth's gravitational attraction.
जब कोई वस्तु पृथ्वी की सतह के पास स्वतंत्र रूप से गिरती है, तो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के कारण उसमें त्वरण उत्पन्न होता है।
This acceleration is denoted by:
g
Near Earth's surface:
g ≈ 9.8 m/s²
For many school-level numerical questions, g may be taken as 10 m/s² when specified.
कई सरल संख्यात्मक प्रश्नों में यदि बताया गया हो तो g = 10 m/s² लिया जा सकता है।
Free Fall / मुक्त पतन
When an object falls under the influence of gravity alone, its motion is called free fall.
जब कोई वस्तु केवल गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में गिरती है, तो उसकी गति को मुक्त पतन कहते हैं।
In ideal free fall, air resistance is neglected.
आदर्श मुक्त पतन में वायु प्रतिरोध की उपेक्षा की जाती है।
Mass / द्रव्यमान
Mass is the amount of matter in an object.
किसी वस्तु में उपस्थित पदार्थ की मात्रा को द्रव्यमान कहते हैं।
SI unit:
kilogram (kg)
Mass remains essentially unchanged when an object is moved from Earth to Moon.
किसी वस्तु को पृथ्वी से चंद्रमा पर ले जाने पर उसका द्रव्यमान मूलतः समान रहता है।
Weight / भार
Weight is the gravitational force acting on an object.
किसी वस्तु पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल को भार कहते हैं।
Formula:
W = mg
Where:
W = Weight / भार
m = Mass / द्रव्यमान
g = Acceleration due to gravity / गुरुत्वीय त्वरण
SI unit of Weight:
newton (N)
Example 1 / उदाहरण 1
Find the weight of a 10 kg object on Earth if g = 9.8 m/s².
यदि g = 9.8 m/s² है, तो पृथ्वी पर 10 kg की वस्तु का भार ज्ञात कीजिए।
W = mg
= 10 × 9.8
= 98 N
Answer / उत्तर: 98 N
Difference Between Mass and Weight / द्रव्यमान और भार में अंतर
Mass is a scalar quantity.
द्रव्यमान एक अदिश राशि है।
Weight is a force and therefore a vector quantity.
भार एक बल है, इसलिए यह सदिश राशि है।
Mass is measured in kilograms.
द्रव्यमान को किलोग्राम में मापा जाता है।
Weight is measured in newtons.
भार को न्यूटन में मापा जाता है।
Mass remains approximately constant from place to place.
द्रव्यमान स्थान बदलने पर लगभग स्थिर रहता है।
Weight changes when gravitational acceleration changes.
गुरुत्वीय त्वरण बदलने पर भार बदलता है।
Weight on the Moon / चंद्रमा पर भार
The acceleration due to gravity on the Moon is approximately one-sixth of that on Earth.
चंद्रमा पर गुरुत्वीय त्वरण पृथ्वी के गुरुत्वीय त्वरण का लगभग 1/6 है।
Therefore:
Weight on Moon ≈ Weight on Earth / 6
Example / उदाहरण
If a person's weight on Earth is 600 N:
यदि किसी व्यक्ति का पृथ्वी पर भार 600 N है:
Weight on Moon:
600/6 = 100 N
Answer / उत्तर: 100 N
The person's mass remains the same.
व्यक्ति का द्रव्यमान समान रहता है।
Why Do Objects Fall at the Same Acceleration? / वस्तुएँ समान त्वरण से क्यों गिरती हैं?
In the absence of air resistance, all objects near Earth's surface fall with the same gravitational acceleration regardless of their mass.
वायु प्रतिरोध की अनुपस्थिति में पृथ्वी की सतह के पास सभी वस्तुएँ अपने द्रव्यमान की परवाह किए बिना समान गुरुत्वीय त्वरण से गिरती हैं।
In everyday life, a feather falls more slowly because of air resistance.
दैनिक जीवन में पंख धीरे गिरता है क्योंकि उस पर वायु प्रतिरोध का प्रभाव अधिक होता है।
Relation Between g and Earth / g तथा पृथ्वी का संबंध
Near the surface of Earth:
g = GM/R²
Where:
G = Gravitational constant
M = Mass of Earth
R = Radius of Earth
जहाँ:
G = गुरुत्वाकर्षण नियतांक
M = पृथ्वी का द्रव्यमान
R = पृथ्वी की त्रिज्या
Variation of g / g में परिवर्तन
The value of g is not exactly the same everywhere on Earth.
पृथ्वी पर g का मान हर स्थान पर बिल्कुल समान नहीं होता है।
In general:
g is slightly greater near the poles.
g is slightly lower near the equator.
सामान्यतः:
ध्रुवों पर g थोड़ा अधिक होता है।
भूमध्य रेखा पर g थोड़ा कम होता है।
The value of g also decreases with increasing altitude above Earth's surface.
पृथ्वी की सतह से ऊँचाई बढ़ने पर g का मान घटता है।
Gravitational Potential Energy / गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा
An object raised to a height possesses gravitational potential energy.
ऊँचाई पर उठाई गई वस्तु में गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा होती है।
Near Earth's surface:
PE = mgh
Example 2 / उदाहरण 2
A 5 kg object is lifted to a height of 4 m. Take g = 10 m/s². Find its potential energy.
5 kg की वस्तु को 4 m की ऊँचाई तक उठाया जाता है। g = 10 m/s² लें। स्थितिज ऊर्जा ज्ञात कीजिए।
PE = 5 × 10 × 4
= 200 J
Answer / उत्तर: 200 J
Escape Velocity / पलायन वेग
Escape velocity is the minimum initial speed required for an object to escape the gravitational influence of a celestial body without further propulsion, under the idealized model.
पलायन वेग वह न्यूनतम प्रारंभिक वेग है जिससे कोई वस्तु आदर्श परिस्थितियों में बिना अतिरिक्त प्रणोदन के किसी खगोलीय पिंड के गुरुत्वीय प्रभाव से बाहर निकल सकती है।
For Earth, escape velocity is approximately:
11.2 km/s
This is an important one-liner for competitive exams.
यह प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए एक महत्वपूर्ण तथ्य है।
Important One-Liners / महत्वपूर्ण वन-लाइनर
Gravitation is the force of attraction between masses.
द्रव्यमानों के बीच आकर्षण बल को गुरुत्वाकर्षण कहते हैं।Newton gave the Universal Law of Gravitation.
सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियम न्यूटन ने दिया।F = Gm₁m₂/r².
गुरुत्वाकर्षण बल का सूत्र F = Gm₁m₂/r² है।G is a universal constant.
G एक सार्वत्रिक नियतांक है।g near Earth's surface is approximately 9.8 m/s².
पृथ्वी की सतह के पास g लगभग 9.8 m/s² है।Weight = Mass × g.
भार = द्रव्यमान × g।Mass is measured in kilograms.
द्रव्यमान की इकाई किलोग्राम है।Weight is measured in newtons.
भार की इकाई न्यूटन है।Mass remains unchanged on the Moon, but weight decreases.
चंद्रमा पर द्रव्यमान समान रहता है, लेकिन भार कम हो जाता है।Weight on Moon is approximately one-sixth of weight on Earth.
चंद्रमा पर भार पृथ्वी के भार का लगभग 1/6 होता है।In ideal free fall, all bodies have the same acceleration near Earth's surface.
आदर्श मुक्त पतन में पृथ्वी की सतह के पास सभी वस्तुओं का त्वरण समान होता है।Escape velocity of Earth is approximately 11.2 km/s.
पृथ्वी का पलायन वेग लगभग 11.2 km/s है।
Practice MCQs / अभ्यास प्रश्न
1. Who gave the Universal Law of Gravitation? / सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण नियम किसने दिया?
A. Galileo / गैलीलियो
B. Newton / न्यूटन
C. Einstein / आइंस्टीन
D. Archimedes / आर्किमिडीज
Answer / उत्तर: B. Newton / न्यूटन
2. What is the formula for gravitational force? / गुरुत्वाकर्षण बल का सूत्र क्या है?
A. F = ma
B. F = mv
C. F = Gm₁m₂/r²
D. F = mgh
Answer / उत्तर: C. F = Gm₁m₂/r²
3. What is the approximate value of g near Earth's surface? / पृथ्वी की सतह के पास g का लगभग मान क्या है?
A. 4.9 m/s²
B. 8.9 m/s²
C. 9.8 m/s²
D. 11.2 m/s²
Answer / उत्तर: C. 9.8 m/s²
4. Weight is equal to: / भार किसके बराबर है?
A. mv
B. ma
C. mg
D. m/g
Answer / उत्तर: C. mg
5. What happens to mass when an object is taken from Earth to Moon? / किसी वस्तु को पृथ्वी से चंद्रमा पर ले जाने पर उसके द्रव्यमान का क्या होता है?
A. Becomes half / आधा हो जाता है
B. Becomes one-sixth / 1/6 हो जाता है
C. Remains the same / समान रहता है
D. Becomes zero / शून्य हो जाता है
Answer / उत्तर: C. Remains the same / समान रहता है
6. The weight of an object on the Moon is approximately: / चंद्रमा पर किसी वस्तु का भार लगभग कितना होता है?
A. Same as Earth / पृथ्वी के बराबर
B. Half of Earth / पृथ्वी का आधा
C. One-sixth of Earth / पृथ्वी का 1/6
D. Twice Earth / पृथ्वी से दोगुना
Answer / उत्तर: C. One-sixth of Earth / पृथ्वी का 1/6
7. If the distance between two masses is doubled, gravitational force becomes: / दो द्रव्यमानों के बीच दूरी दोगुनी होने पर गुरुत्वाकर्षण बल कितना हो जाएगा?
A. 2F
B. F/2
C. F/4
D. 4F
Answer / उत्तर: C. F/4
8. The SI unit of weight is: / भार की SI इकाई क्या है?
A. kg
B. Newton / न्यूटन
C. Joule / जूल
D. Watt / वाट
Answer / उत्तर: B. Newton / न्यूटन
9. A 20 kg body has what weight if g = 10 m/s²? / यदि g = 10 m/s² हो तो 20 kg की वस्तु का भार कितना होगा?
A. 20 N
B. 100 N
C. 200 N
D. 400 N
Answer / उत्तर: C. 200 N
10. What is the approximate escape velocity from Earth? / पृथ्वी से पलायन वेग का लगभग मान कितना है?
A. 7.9 km/s
B. 9.8 km/s
C. 11.2 km/s
D. 22.4 km/s
Answer / उत्तर: C. 11.2 km/s
Frequently Asked Questions / अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
What is the difference between gravity and gravitation? / गुरुत्व और गुरुत्वाकर्षण में क्या अंतर है?
Gravitation is the universal attraction between masses, while gravity commonly refers to gravitational attraction by Earth or another celestial body.
गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमानों के बीच सार्वत्रिक आकर्षण है, जबकि गुरुत्व सामान्यतः पृथ्वी या किसी खगोलीय पिंड के आकर्षण को दर्शाता है।
Does mass change on the Moon? / क्या चंद्रमा पर द्रव्यमान बदलता है?
No. Mass remains the same, while weight changes because g changes.
नहीं। द्रव्यमान समान रहता है, लेकिन g बदलने के कारण भार बदलता है।
What is free fall? / मुक्त पतन क्या है?
Motion under the influence of gravity alone is called free fall.
केवल गुरुत्व के प्रभाव में होने वाली गति को मुक्त पतन कहते हैं।
Conclusion / निष्कर्ष
Gravitation is a concept-heavy topic where competitive exams often test definitions, units and relationships rather than lengthy calculations.
गुरुत्वाकर्षण एक अवधारणा-आधारित विषय है जिसमें प्रतियोगी परीक्षाएँ लंबे संख्यात्मक प्रश्नों की तुलना में परिभाषा, इकाइयों और संबंधों पर अधिक प्रश्न पूछ सकती हैं।
Remember particularly the formulas F = Gm₁m₂/r², W = mg and the relation of weight on the Moon.
विशेष रूप से F = Gm₁m₂/r², W = mg तथा चंद्रमा पर भार के संबंध को याद रखें।
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