एक साधारण पेंडुलम

एक साधारण पेंडुलम

सामग्री मानक

इस पाठ में, छात्र यह समझेंगे कि एक साधारण लोलक दोलनशील गति में आगे-पीछे कैसे झूलता है, आवर्तकाल कैसे परिभाषित होता है, और लंबाई आवर्तकाल को कैसे प्रभावित करती है। वे माध्य और चरम स्थितियों को पहचानेंगे, दोलन कैसे दोहराए जाते हैं, और लोलक समय मापने में कैसे मदद करते हैं।

प्रदर्शन मानकों

छात्र निम्नलिखित कार्य करने में सक्षम होंगे:

  • एक सरल पेंडुलम के घटकों की पहचान करें: बॉब, स्ट्रिंग, आधार।
  • दोलन और समय अवधि की व्याख्या करें।
  • 10 दोलनों के लिए समय मापने का तरीका प्रदर्शित करें।
  • समय अवधि पर लंबाई के प्रभाव की तुलना करें।
  • निष्कर्ष निकालें कि बॉब का द्रव्यमान समय अवधि को प्रभावित नहीं करता है।

संरेखण मानक

संदर्भ: एनसीईआरटी पुस्तक संरेखण 

यह पाठ एनसीईआरटी कक्षा 7  विज्ञान पाठ्यपुस्तक, अध्याय 8: मापन के साथ संरेखित है | समय और गति, अनुभाग 8.1 – समय का मापन।

पूर्वापेक्षाएँ (पूर्व ज्ञान)

  • गति की बुनियादी समझ (आगे-पीछे, आवधिक)।
  • सेकण्ड और स्टॉपवॉच का उपयोग करके समय मापने की जानकारी।
  • मापनीय मात्रा के रूप में लंबाई का विचार।

सीखने के उद्देश्य

पाठ के अंत तक, छात्र निम्नलिखित कार्य करने में सक्षम होंगे:

  • दोलन का क्या अर्थ है, इसका वर्णन करें।
  • प्रदर्शित करें कि एक पेंडुलम चरम और औसत स्थितियों के बीच कैसे गति करता है।
  • T = कुल समय ÷ दोलनों की संख्या का उपयोग करके समय अवधि की गणना करें।
  • व्याख्या करें कि लंबाई समय अवधि को कैसे प्रभावित करती है।
  • समझाइए कि एक ही लोलक के लिए समयावधि लगभग स्थिर क्यों रहती है।

परिचय

इस सत्र में, छात्र यह जानेंगे कि एक पेंडुलम आवधिक रूप से कैसे गति करता है, बार-बार झूलने से उसकी आवर्त अवधि कैसे मापी जाती है, और उसकी लंबाई उसकी गति को कैसे प्रभावित करती है। वे देखेंगे कि घड़ियों में पेंडुलम का उपयोग क्यों किया जाता है और लयबद्ध गति समय के स्थिर अंतरालों को मापने में कैसे मदद करती है।

समयरेखा (40 मिनट)

शीर्षकअनुमानित अवधिप्रक्रियासंदर्भ सामग्री
संलग्न करें5

किसी झूले या पेंडुलम की गति की एक छोटी क्लिप दिखाएं; पूछें: “बिना किसी के धक्का दिए यह कैसे आगे-पीछे हिलता रहता है?”

स्लाइड्स

अन्वेषण करें12

पेंडुलम सेटअप सामग्री उपलब्ध कराएँ। छात्र माध्य और चरम स्थितियों की पहचान करें और दोलनों का अवलोकन करें।

स्लाइड्स

व्याख्या करें10

प्रवाह सिखाएं: विस्थापन → दोलन → 10 दोलनों के लिए समय → समय अवधि गणना → लंबाई बनाम द्रव्यमान का प्रभाव।

स्लाइड्स + वर्चुअल लैब

मूल्यांकन करें10

छात्र एलएमएस पर स्व-मूल्यांकन कार्य का प्रयास करेंगे

वर्चुअल लैब

विस्तरित करें5

सोचें-जोड़े बनाएँ-साझा करें: यदि आप पेंडुलम की लंबाई दोगुनी कर दें, तो आपको क्या लगता है, समयावधि में क्या परिवर्तन होगा? क्यों?

स्लाइड्स

एक साधारण पेंडुलम

परिचय

इस सत्र में, आप जानेंगे कि एक साधारण लोलक एक नियमित पैटर्न में आगे-पीछे कैसे घूमता है, इस गति को दोलनशील क्यों कहा जाता है, और आवर्तकाल समय मापने में कैसे मदद करता है। आप इन विचारों को घड़ियों और वैज्ञानिक समय-निर्धारण प्रयोगों जैसे वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों से जोड़ेंगे।

लिखित

इसे क्यों सीखें? क्या आपने झूले को धक्का देना बंद करने के बाद भी स्थिर गति से चलते देखा है? 

घड़ियाँ बार-बार गति करती हैं—वे नियमित रूप से क्यों चलती रहती हैं?

वास्तविक जीवन में संबंध: एक पेंडुलम की स्थिर, दोहराई जाने वाली गति उसे समय के समान अंतरालों को मापने के लिए उपयोगी बनाती है। इसे समझने से आपको यह समझने में मदद मिलती है कि गति, ऊर्जा और समय कैसे जुड़े हैं।

इससे यह समझने में मदद मिलती है कि दोलन कैसे होते हैं और समयावधि लगभग स्थिर क्यों रहती है।

सरल पेंडुलम क्या है?

एक सरल पेंडुलम में शामिल हैं:

  • एक धातु की गेंद (बॉब)
  • एक तार से लटका हुआ
  • एक निश्चित समर्थन से

जब इसे थोड़ा सा विस्थापित करके छोड़ा जाता है तो यह आगे-पीछे झूलता है।

ज़रूरी भाग:

  • औसत स्थिति: मध्य विश्राम बिंदु
  • चरम स्थितियाँ: A और B दोनों ओर
  • दोलन: पूर्ण आगे-पीछे गति
  • समयावधि: एक दोलन में लगा समय

त्वरित उदाहरण: O → A → O → B → O से गति करते हुए एक पेंडुलम एक दोलन पूरा करता है।

पेंडुलम कैसे घूमता है?

  1. बॉब को एक तरफ खींचें।
  2. बिना धक्का दिए धीरे से छोड़ें।
  3. यह दूसरी ओर झूलता है।
  4. यह हर बार औसत स्थिति से गुजरता है।
  5. गति नियमित अंतराल पर दोहराई जाती है।

समय अवधि माप

 वार्म-अप उदाहरण: यदि पेंडुलम को 10 दोलन पूरे करने में 22 सेकंड लगते हैं:

समयावधि = 22 ÷ 10 = 2.2 सेकंड

सरल नियम

  • अधिक लंबाई → अधिक समयावधि
  • छोटी लंबाई → छोटी समयावधि
  • बॉब द्रव्यमान समय अवधि को प्रभावित नहीं करता है
  • समान लंबाई और स्थान के लिए, समय अवधि स्थिर रहती है
  • पेंडुलम समय मापने में मदद करते हैं क्योंकि वे समान रूप से दोहराते हैं

हल किया गया उदाहरण प्रश्न: लंबाई बढ़ाने से समयावधि क्यों बढ़ती है? उत्तर: लंबा लोलक बड़ा चाप बनाता है, इसलिए एक दोलन पूरा करने में उसे अधिक समय लगता है।

यह क्यों उपयोगी है?

पेंडुलम को समझने से निम्नलिखित में मदद मिलती है:

  • सटीक घड़ियों का डिज़ाइन
  • समय प्रयोग आयोजित करना
  • भौतिकी में आवधिक गति का मॉडलिंग
  • वास्तविक दुनिया के दोलनों (झूलों, मेट्रोनोम) की खोज करना
  • प्रकृति में लय और आवधिकता को समझना

शब्दावली

यह पूरे पाठ में प्रयुक्त शब्दावली शब्दों की सूची है।

  • दोलन: एक पूर्ण आगे-पीछे गति
  • समयावधि: एक दोलन में लगा समय
  • आवृत्ति: प्रति सेकंड दोलनों की संख्या
  • बॉब: पेंडुलम में धातु की गेंद
  • औसत स्थिति: मध्य संतुलन बिंदु
  • आयाम: माध्य स्थिति से अधिकतम विस्थापन

एक साधारण पेंडुलम

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परिचय

इस आभासी वास्तविकता प्रयोगशाला में, आप एक साधारण लोलक की कार्यप्रणाली का अन्वेषण करेंगे , जो आवर्ती गति का एक दैनिक उदाहरण है । आप देखेंगे कि लोलक कैसे घूमता है, एक पूर्ण दोलन की आवर्त अवधि मापेंगे, और उसे विस्थापन कोण से जोड़ेंगे । यह प्रयोगशाला दर्शाती है कि दोलनशील प्रणालियों में समय, गति और गुरुत्वाकर्षण कैसे परस्पर क्रिया करते हैं।

प्रमुख विशेषताऐं

  • लंबाई स्लाइडर: पेंडुलम की लंबाई समायोजित करें और देखें कि गति कैसे बदलती है।
  • प्ले/पॉज़ बटन: किसी भी समय पेंडुलम के दोलन को शुरू और बंद करें।
  • रीसेट बटन: पेंडुलम को वापस उसकी विश्राम स्थिति में लाएं।
  • दोलन सूचक: एक पूर्ण दोलन को दृष्टिगत रूप से ट्रैक करें।
  • सहज एनीमेशन: बेहतर समझ के लिए औसत और चरम स्थितियों को दर्शाने वाली स्पष्ट गति।
  • दो-प्रश्न प्रश्नोत्तरी: छात्र अपने अवलोकन के आधार पर छोटे प्रश्नों के उत्तर देते हैं।

वीआर अनुभव के लिए चरण-दर-चरण प्रक्रिया

वर्चुअल लैब खोलें और सरल पेंडुलम की अवधारणा को जानने के लिए परिचय अनुभाग पर जाएँ ।

  • पेंडुलम एक भार है जो एक निश्चित बिंदु से लटकाया जाता है और अपनी संतुलन स्थिति से विस्थापित होने पर आगे-पीछे झूलता है।

सिमुलेशन शुरू करने के लिए प्रारंभ पर क्लिक करें ।

  • आप एक पेंडुलम देखेंगे जिसमें एक धातु का गोलक एक स्थिर आधार से लटका हुआ है।

पेंडुलम का कोण सेट करने के लिए ऊपरी-दाएँ कोने पर स्थित स्लाइडर का उपयोग करें ।

  • आप यह देखने के लिए छोटे या बड़े कोण का चयन कर सकते हैं कि स्विंग में किस प्रकार परिवर्तन होता है।
  • बड़े कोण से समयावधि थोड़ी लंबी हो जाती है।

एक बार कोण सेट हो जाने पर, पेंडुलम को छोड़ने के लिए ड्रॉप बटन पर क्लिक करें।

  • ध्यान से देखें कि पेंडुलम किस प्रकार नियमित, आवधिक दोलनों में आगे-पीछे चलता है 
  • पेंडुलम को छोड़ते ही टाइमर स्वतः चालू हो जाएगा 

जब तक पेंडुलम एक पूर्ण दोलन (आगे-पीछे) पूरा न कर ले, तब तक गति पर नजर रखें।

  • टाइमर स्वचालित रूप से बंद हो जाएगा और दोलन की समय अवधि (जैसे 3.648 सेकंड ) प्रदर्शित करेगा।

स्लाइडर का उपयोग करके विभिन्न कोणों के साथ प्रक्रिया को दोहराएं और देखें कि विस्थापन कोण के साथ समय अवधि किस प्रकार बदलती है ।

  • प्रत्येक परीक्षण के लिए अपने अवलोकनों को रिकॉर्ड करें।
  • रीडिंग की तुलना करके समझें कि छोटे कोणों के लिए समय अवधि लगभग स्थिर रहती है।

त्वरित प्रश्नोत्तरी: प्रयोगशाला के अंत में, अवधारणाओं की अपनी समझ का परीक्षण करने के लिए प्रश्नोत्तरी में भाग लें। प्रश्नों के उत्तर दें और अपनी प्रतिक्रियाओं पर तत्काल प्रतिक्रिया प्राप्त करें ताकि आपकी सीख सुदृढ़ हो सके।

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