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Class 9 · Science · Chapter 6

How Forces Affect Motion

Why does a pushed box stop? Why do you jerk when a bus brakes? Why does a rocket rise? Newton's three laws answer all of it — and this chapter shows them in pictures first. धकेला हुआ box क्यों रुक जाता है? Bus के brake लगने पर झटका क्यों लगता है? Rocket ऊपर क्यों उठता है? Newton के तीन laws यह सब समझाते हैं — और यह chapter इन्हें पहले चित्रों में दिखाता है।

In Chapter 4 you learnt to describe motion (position, velocity, acceleration). Here we ask the deeper question: what causes motion to change? The answer is force — and Newton's three laws tie force, mass and acceleration together. Chapter 4 में आपने motion का वर्णन करना सीखा (position, velocity, acceleration)। यहाँ हम गहरा सवाल पूछते हैं: motion बदलने का कारण क्या है? उत्तर है force — और Newton के तीन laws force, mass और acceleration को आपस में जोड़ते हैं।

Remember from before:पहले जो सीखा था:

From Chapter 4: acceleration = change in velocity ÷ time; and the kinematic equations v = u + at and s = ut + ½at².Chapter 4 से: acceleration = velocity का change ÷ time; और kinematic equations v = u + at तथा s = ut + ½at²।
A force can change an object's shape, speed, or direction.Force किसी object का आकार, speed या direction बदल सकता है।

1. The Concept of Force [NCERT p.94-95]

Goal: Say what a force does, how it is measured, and why direction always matters.Goal: बताना कि force क्या करता है, कैसे नापते हैं, और direction हमेशा क्यों मायने रखता है।

A force is a push or a pull. It can start motion, stop motion, change speed or direction, or change shape. Look at the three everyday actions below — each is a force doing one of these jobs.[NCERT p.94] एक force push या pull है। यह motion शुरू कर सकता है, रोक सकता है, speed या direction बदल सकता है, या आकार बदल सकता है। नीचे तीन रोज़मर्रा के काम देखिए — हर एक में force इनमें से एक काम कर रहा है।[NCERT p.94]

Figure 6.1 — One idea, three jobs: a force can start motion, change direction, or change shape. Adapted from NCERT Fig. 6.1.चित्र 6.1 — एक विचार, तीन काम: force motion शुरू कर सकता है, direction बदल सकता है, या आकार बदल सकता है। NCERT Fig. 6.1 से adapted।

Force always has a directionForce की हमेशा एक direction होती है

Whenever we name a force, we also name its direction — friction acts opposite to motion, gravity pulls down, buoyancy pushes up. So force is a quantity that needs both a magnitude (how strong) and a direction — just like velocity and acceleration.[NCERT p.95] जब भी हम किसी force का नाम लेते हैं, उसकी direction भी बताते हैं — friction motion के opposite लगता है, gravity नीचे खींचती है, buoyancy ऊपर धकेलती है। इसलिए force एक ऐसी quantity है जिसे magnitude (कितनी तेज़) और direction दोनों चाहिए — बिल्कुल velocity और acceleration की तरह।[NCERT p.95]

🧲MagneticMagneticlike poles repel, unlike attractसमान ध्रुव repel, विपरीत attract

⚡ElectrostaticElectrostaticlike charges repel, unlike attractसमान charge repel, विपरीत attract

🌍GravitationalGravitationalEarth pulls objects downEarth चीज़ों को नीचे खींचती है

🛟BuoyantBuoyantliquid pushes objects upद्रव चीज़ों को ऊपर धकेलता है

🛑FrictionFrictionopposes motion between surfacessurfaces के बीच motion का विरोध

Measuring a force — the spring balanceForce नापना — spring balance

A spring balance measures force: pull its hook and the spring stretches by an amount that shows the force on a scale. Its SI unit is the newton (N) — written with a small 'n', symbol capital 'N'. The weight of an object (the Earth's gravitational pull on it) is just one force a spring balance can read.[NCERT p.95] एक spring balance force नापता है: इसके hook को खींचिए और spring उतना खिंचता है जितनी force scale पर दिखती है। इसका SI unit newton (N) है — छोटे 'n' से लिखा जाता है, symbol बड़ा 'N'। किसी object का weight (उस पर Earth का gravitational खिंचाव) spring balance जो force पढ़ सकता है उनमें से बस एक है।[NCERT p.95]

Figure 6.2 — A spring balance: the stretch of the spring shows the force in newtons. Adapted from NCERT Fig. 6.2.चित्र 6.2 — spring balance: spring का खिंचाव force को newton में दिखाता है। NCERT Fig. 6.2 से adapted।

Zoom out:एक नज़र दूर से: The smallest force we can feel (a light touch) is about a millinewton (10⁻³ N). In special experiments, scientists have measured forces as tiny as a yoctonewton (10⁻²⁴ N) — a trillion-trillion times smaller.[NCERT p.95] जो सबसे छोटी force हम महसूस कर सकते हैं (हल्का स्पर्श) वह लगभग एक millinewton (10⁻³ N) है। विशेष experiments में वैज्ञानिकों ने yoctonewton (10⁻²⁴ N) जितनी छोटी force नापी है — एक trillion-trillion गुना छोटी।[NCERT p.95]

You now knowअब आप जानते हो

A force is a push/pull with magnitude and direction; it is measured with a spring balance in newtons (N).Force एक push/pull है जिसमें magnitude और direction दोनों होते हैं; इसे spring balance से newton (N) में नापते हैं।

2. Balanced and Unbalanced Forces [NCERT p.95-96]

Goal: Find the net force and decide whether motion changes.Goal: net force निकालना और तय करना कि motion बदलेगी या नहीं।

In real life more than one force usually acts on an object. When you push a box, friction also acts on it. When a ball floats, gravity pulls it down while buoyancy pushes it up. What matters for its motion is the single net force — the combined effect.[NCERT p.95] असल ज़िंदगी में किसी object पर आमतौर पर एक से ज़्यादा force लगते हैं। जब आप box धकेलते हैं, friction भी लगता है। जब ball तैरती है, gravity नीचे खींचती है और buoyancy ऊपर धकेलती है। उसकी motion के लिए जो मायने रखता है वह एक net force है — मिला-जुला असर।[NCERT p.95]

Everyday picture — tug of warरोज़ का उदाहरण — रस्साकशी If both teams pull equally, the rope does not move — forces are balanced (net = 0). If one pulls harder, the rope moves toward it — forces are unbalanced (net ≠ 0). अगर दोनों teams बराबर खींचें, रस्सी नहीं हिलती — forces balanced (net = 0)। अगर एक ज़्यादा खींचे, रस्सी उसकी ओर जाती है — forces unbalanced (net ≠ 0)।

BalancedBalanced (संतुलित)

UnbalancedUnbalanced (असंतुलित)

Rule of thumb: forces in the same direction add; forces in opposite directions subtract, and the net acts along the larger one.[NCERT p.96] अंगूठे का नियम: एक ही direction की forces जुड़ती हैं; opposite direction की forces घटती हैं, और net बड़ी वाली की direction में लगता है।[NCERT p.96]

Figure 6.3 — Example 6.1: 10 N and 6 N on a block. (a) same side → 16 N; (b),(c) opposite → 4 N, along the 10 N force. Adapted from NCERT Fig. 6.6.चित्र 6.3 — Example 6.1: block पर 10 N और 6 N। (a) एक ही ओर → 16 N; (b),(c) opposite → 4 N, 10 N वाली force की ओर। NCERT Fig. 6.6 से adapted।

Quick checkछोटा सवाल

Forces of 10 N and 6 N act in the SAME direction on a block. Net force?एक block पर 10 N और 6 N एक ही direction में लगते हैं। Net force?

Next level up:अगला स्तर: Forces need not be parallel — they can act at an angle (you'll add these in higher grades). And equal-opposite forces applied at the two ends of an object (like turning a tap or a handlebar) make it rotate instead of move.[NCERT p.96] forces का parallel होना ज़रूरी नहीं — ये कोण (angle) पर भी लग सकती हैं (आगे की कक्षाओं में जोड़ेंगे)। और किसी object के दो सिरों पर लगी बराबर-opposite forces (जैसे नल या handlebar घुमाना) उसे चलाने के बजाय घुमाती हैं।[NCERT p.96]

You now knowअब आप जानते हो

Balanced → net zero → no change in motion. Unbalanced → net force → motion changes. Same direction add, opposite subtract.Balanced → net zero → motion में बदलाव नहीं। Unbalanced → net force → motion बदलती है। एक ही direction जोड़ो, opposite घटाओ।

3. The Force of Friction [NCERT p.97-99]

Goal: Explain why moving objects stop, what friction depends on, and imagine a world without it.Goal: समझाना कि चलती चीज़ें क्यों रुकती हैं, friction किस पर निर्भर है, और बिना friction की दुनिया की कल्पना करना।

Push a heavy box and it may not move at all — because friction acts backward, opposite to your push. The box moves only when your push is larger than friction, giving a net force forward. Stop pushing, and friction alone quietly brings the box to rest.[NCERT p.97] किसी भारी box को धकेलिए और शायद वह हिले ही नहीं — क्योंकि friction पीछे की ओर, आपके धक्के के opposite लगता है। Box तभी चलता है जब आपका धक्का friction से बड़ा हो, जिससे net force आगे बने। धक्का बंद करें, तो अकेला friction चुपचाप box को रोक देता है।[NCERT p.97]

The four forces on a pushed boxधकेले box पर चार forces

Figure 6.4 — Four forces on a pushed box. The vertical pair (normal ↑, weight ↓) balance; the horizontal pair (applied →, friction ←) decide the motion. Adapted from NCERT Fig. 6.11.चित्र 6.4 — धकेले box पर चार forces। खड़ी जोड़ी (normal ↑, weight ↓) balance होती है; आड़ी जोड़ी (applied →, friction ←) motion तय करती है। NCERT Fig. 6.11 से adapted।

Activity 6.1 — friction depends on the surfaceActivity 6.1 — friction surface पर निर्भर है

Tape four ₹10 coins into a stack, stretch a rubber band behind it to a fixed mark, and release. The stack slides, slows and stops. Repeat on different surfaces — the smoother the surface, the farther the stack travels, because friction is smaller.[NCERT p.98] चार ₹10 के सिक्कों को tape से जोड़कर एक stack बनाइए, उसके पीछे rubber band को एक तय निशान तक खींचिए, और छोड़िए। Stack फिसलता है, धीमा होता है और रुक जाता है। अलग-अलग surfaces पर दोहराइए — surface जितनी चिकनी, stack उतना दूर जाता है, क्योंकि friction कम होता है।[NCERT p.98]

Figure 6.5 — Same push, three surfaces: less friction ⇒ the coin stack travels farther and slows more gently. Adapted from NCERT Activity 6.1.चित्र 6.5 — एक ही धक्का, तीन surfaces: कम friction ⇒ सिक्कों का stack ज़्यादा दूर जाता है और धीरे रुकता है। NCERT Activity 6.1 से adapted।

Think like a scientist — a thought experiment:वैज्ञानिक की तरह सोचिए — एक thought experiment: Imagine a surface so smooth that friction is zero. Release the stack — its velocity would never decrease. It would keep moving forever! This imagined case is exactly what leads us to Newton's first law.[NCERT p.99] ऐसी surface की कल्पना कीजिए जो इतनी चिकनी हो कि friction zero हो। Stack छोड़िए — इसकी velocity कभी कम नहीं होगी। यह हमेशा चलता रहेगा! यही कल्पित स्थिति हमें Newton के पहले law तक ले जाती है।[NCERT p.99]

What if friction vanished?अगर friction गायब हो जाए? You could not walk (feet would slip), pencils would not write, nails would slide out, and nothing you set down would stay put. Friction is often overlooked — but it is always present, and mostly helpful. आप चल नहीं पाते (पैर फिसल जाते), पेंसिल लिखती नहीं, कीलें फिसल कर निकल जातीं, और रखी हुई कोई चीज़ टिकती नहीं। Friction को अक्सर अनदेखा किया जाता है — पर यह हमेशा मौजूद है, और ज़्यादातर मददगार है।

Pause & Ponder (NCERT)रुकिए और सोचिए (NCERT)

A weightlifter holds a barbell perfectly steady overhead. Are the forces on the barbell balanced?एक weightlifter barbell को सिर के ऊपर बिल्कुल स्थिर पकड़े है। barbell पर forces balanced हैं?

You now knowअब आप जानते हो

Friction opposes motion and depends on the surfaces. Without it a moving object would never stop on its own — the idea behind the first law.Friction motion का विरोध करता है और surfaces पर निर्भर है। इसके बिना चलती चीज़ खुद कभी न रुकती — यही पहले law का विचार है।

Meet the scientists — Galileo & Newtonवैज्ञानिकों से मिलिए — Galileo और Newton

Source: Justus Sustermans (Uffizi)Galileo Galilei17th century: argued through thought experiments that a body, with all impediments removed, would move on forever.17वीं सदी: thought experiments से तर्क दिया कि सारी बाधाएँ हटा दें तो वस्तु हमेशा चलती रहेगी।

Source: Godfrey Kneller (1689)Isaac Newton1687: named this tendency inertia and gave all three laws of motion. The unit "newton" is named after him.1687: इस प्रवृत्ति को inertia नाम दिया और तीनों laws दिए। unit "newton" उन्हीं के नाम पर है।

4. Newton's First Law — Inertia [NCERT p.100-101]

Goal: State the first law and use it to explain everyday jerks.Goal: पहला law बताना और रोज़ के झटकों को इससे समझाना।

Newton's First LawNewton का पहला Law An object at rest stays at rest, and an object in motion keeps moving with constant velocity — unless a net force acts on it. rest पर रखी वस्तु rest पर रहती है, और चलती वस्तु constant velocity से चलती रहती है — जब तक उस पर net force न लगे।

In short: if net force is zero, acceleration is zero. A resting object cannot start on its own; a moving object cannot change its velocity on its own. This "unwillingness to change" is called inertia.[NCERT p.100] संक्षेप में: net force zero तो acceleration zero। rest वस्तु खुद शुरू नहीं हो सकती; चलती वस्तु खुद velocity नहीं बदल सकती। इस "बदलाव न चाहने" को inertia कहते हैं।[NCERT p.100]

Everyday picture — the bus jerkरोज़ का उदाहरण — bus का झटका When a bus suddenly starts, you fall backward (your body wanted to stay at rest). When it brakes, you lurch forward (your body wanted to keep moving). That is inertia in action. Bus अचानक चले तो आप पीछे गिरते हो (शरीर rest पर रहना चाहता था)। brake लगे तो आप आगे झुकते हो (शरीर चलते रहना चाहता था)। यही inertia का असर है।

Figure 6.6 — Inertia on a bus: you resist the change the bus makes, so you seem to move the "wrong" way.चित्र 6.6 — bus में inertia: bus जो बदलाव करती है आप उसका विरोध करते हैं, इसलिए आप "उल्टी" दिशा में हिलते दिखते हैं।

No net force → two possible graphsNet force नहीं → दो संभव graphs

If no net force acts, an object is either at rest or moving at constant velocity. Example 6.3 asks for the graphs of both cases — shown below.[NCERT p.101] अगर कोई net force न लगे, वस्तु या तो rest पर है या constant velocity से चलती है। Example 6.3 दोनों के graphs माँगता है — नीचे दिखाए हैं।[NCERT p.101]

Figure 6.7 — Example 6.3: with zero net force, either the object is at rest (left pair) or moves at constant velocity (right pair). Adapted from NCERT Figs. 6.15–6.16.चित्र 6.7 — Example 6.3: zero net force पर वस्तु या तो rest पर (बाईं जोड़ी) या constant velocity से (दाईं जोड़ी)। NCERT Figs. 6.15–6.16 से adapted।

Quick checkछोटा सवाल

An object moves with constant velocity. What is the net force on it?एक object constant velocity से चलता है। उस पर net force कितना है?

You now knowअब आप जानते हो

No net force ⇒ no change in motion (rest stays rest, motion stays constant). This is inertia.Net force नहीं ⇒ motion में बदलाव नहीं (rest वैसा ही, motion वैसी ही)। यही inertia है।

5. Newton's Second Law — F = ma [NCERT p.102-105]

Goal: Relate force, mass and acceleration; use F = ma and F = mg.Goal: force, mass और acceleration को जोड़ना; F = ma और F = mg लगाना।

Newton's Second LawNewton का दूसरा Law A net force makes an object accelerate in its own direction. The acceleration is bigger for a bigger force and smaller for a bigger mass. net force वस्तु को अपनी direction में accelerate कराता है। Acceleration बड़ी force पर ज़्यादा और बड़े mass पर कम होता है।

Two experiments (the cart-and-pulley activities) support this: for the same cart, a bigger pulling force gave a bigger acceleration; for the same force, a heavier cart gave a smaller acceleration. Together:[NCERT p.103] दो experiments (cart-और-pulley activities) इसका समर्थन करते हैं: एक ही cart पर बड़ी खींचने वाली force ने बड़ा acceleration दिया; एक ही force पर भारी cart ने छोटा acceleration दिया। मिलाकर:[NCERT p.103]

F = m × a

Figure 6.8 — The cart-and-pulley demonstration: a hanging cup provides a steady pull, and the cart accelerates. Double the pull → nearly double the acceleration. Adapted from NCERT Fig. 6.17.चित्र 6.8 — cart-और-pulley प्रदर्शन: लटका cup एक steady खिंचाव देता है, और cart accelerate होता है। खिंचाव दुगना → acceleration लगभग दुगना। NCERT Fig. 6.17 से adapted।

What one newton meansएक newton का मतलब

Put m = 1 kg and a = 1 m s⁻² into F = ma: F = 1 N. So one newton is the force that gives a 1 kg mass an acceleration of 1 m s⁻², i.e., 1 N = 1 kg·m s⁻². (Holding a 100 g mass in your palm feels like about 1 N.)[NCERT p.104] F = ma में m = 1 kg और a = 1 m s⁻² रखिए: F = 1 N। यानी एक newton वह force है जो 1 kg mass को 1 m s⁻² का acceleration दे, अर्थात् 1 N = 1 kg·m s⁻²। (हथेली पर 100 g रखने पर लगभग 1 N महसूस होता है।)[NCERT p.104]

Weight is a force:Weight एक force है: An object falling freely accelerates at g = 9.8 m s⁻² (≈ 10 for quick estimates). So the Earth's pull — the object's weight — is F = mg. Note g does not depend on the object's mass.[NCERT p.104] स्वतंत्र रूप से गिरती वस्तु g = 9.8 m s⁻² (जल्दी अनुमान के लिए ≈ 10) से accelerate होती है। इसलिए Earth का खिंचाव — वस्तु का weight — F = mg है। ध्यान दें g वस्तु के mass पर निर्भर नहीं करता।[NCERT p.104]

Try it: F = ma calculatorकर के देखो: F = ma calculator

Force:Force: 10 N, Mass:Mass: 2 kg

Force (N)Force (N) Mass (kg)Mass (kg)

Acceleration =Acceleration = 5.00 m s⁻²

Worked example (6.4) — barbellहल किया उदाहरण (6.4) — barbell

A barbell has 10 kg on each side plus a 10 kg bar → total 30 kg. Weight = mg = 30 × 9.8 = 294 N downward. To hold it steady the lifter applies 294 N upward.[NCERT p.105] एक barbell में हर ओर 10 kg और 10 kg का bar → कुल 30 kg। Weight = mg = 30 × 9.8 = 294 N नीचे। इसे स्थिर पकड़ने के लिए lifter 294 N ऊपर लगाता है।[NCERT p.105]

Second law in daily life — make the time longer, feel less forceरोज़मर्रा में दूसरा law — समय बढ़ाओ, कम force महसूस करो

If a fast object must stop, stopping it over a longer time means a smaller acceleration, so a smaller force. This one idea explains three very different things:[NCERT p.104-105] अगर किसी तेज़ वस्तु को रोकना हो, उसे ज़्यादा समय में रोकने का मतलब कम acceleration, इसलिए कम force। यही एक विचार तीन बहुत अलग चीज़ें समझाता है:[NCERT p.104-105]

🏏Catching a ballकैच पकड़नाthe fielder pulls hands back → more time → less force → no injuryfielder हाथ पीछे खींचता है → ज़्यादा समय → कम force → चोट नहीं

🚗AirbagsAirbagsa soft bag increases stopping time → less force on the head/chestनरम bag रुकने का समय बढ़ाता है → सिर/छाती पर कम force

🥥Cracking a coconutनारियल फोड़नाhit hard ground → stops in tiny time → huge force → shell breaksसख़्त ज़मीन पर मारो → बहुत कम समय में रुके → बड़ी force → खोल टूटे

Deployed car airbag — A deployed car airbag in a steering wheel, which increases stopping time and reduces impact force.स्टीयरिंग व्हील में खुला हुआ कार एयरबैग, जो रुकने के समय को बढ़ाता है और प्रभाव बल को कम करता है।

Worked example (6.5) — pushing a blockहल किया उदाहरण (6.5) — block धकेलना

A 25 kg block; maximum friction = 50 N. (i) Push with 50 N: applied = friction, net = 0 → block stays put, displacement 0. (ii) Push with 55 N: net = 55 − 50 = 5 N; a = F/m = 5/25 = 0.2 m s⁻². In 2 s: s = ut + ½at² = 0 + ½(0.2)(2²) = 0.4 m forward.[NCERT p.105] एक 25 kg block; अधिकतम friction = 50 N। (i) 50 N से धक्का: applied = friction, net = 0 → block टिका रहता है, displacement 0। (ii) 55 N से धक्का: net = 55 − 50 = 5 N; a = F/m = 5/25 = 0.2 m s⁻²। 2 s में: s = ut + ½at² = 0 + ½(0.2)(2²) = 0.4 m आगे।[NCERT p.105]

Reading force off a velocity–time graph (Example 6.6)velocity–time graph से force पढ़ना (Example 6.6)

A 1500 kg sports car has the v–t graph below. The slope of each segment is the acceleration, and F = ma gives the force.[NCERT p.105] एक 1500 kg sports car का v–t graph नीचे है। हर हिस्से का ढाल (slope) acceleration है, और F = ma force देता है।[NCERT p.105]

Figure 6.9 — Example 6.6 v–t graph. 0–5 s: a = 2 m s⁻² → F = 3000 N; 10–15 s: constant v → a = 0 → F = 0. Adapted from NCERT Fig. 6.21.चित्र 6.9 — Example 6.6 का v–t graph। 0–5 s: a = 2 m s⁻² → F = 3000 N; 10–15 s: constant v → a = 0 → F = 0। NCERT Fig. 6.21 से adapted।

Quick checkछोटा सवाल

The same force pushes a light cricket ball and a heavy shot-put. Which gets the larger acceleration?एक ही force हल्की cricket ball और भारी shot-put पर लगती है। किसका acceleration ज़्यादा?

You now knowअब आप जानते हो

F = ma; for the same force more mass ⇒ less acceleration. 1 N = 1 kg·m s⁻²; weight = mg with g = 9.8 m s⁻².F = ma; एक ही force पर ज़्यादा mass ⇒ कम acceleration। 1 N = 1 kg·m s⁻²; weight = mg, g = 9.8 m s⁻²।

6. Newton's Third Law [NCERT p.107-110]

Goal: State the third law and spot action–reaction pairs everywhere.Goal: तीसरा law बताना और हर जगह action–reaction जोड़े पहचानना।

Newton's Third LawNewton का तीसरा Law When object A exerts a force on object B, object B at the same time exerts an equal and opposite force on A. Forces come in pairs — on two different objects. जब वस्तु A वस्तु B पर force लगाती है, वस्तु B उसी समय A पर बराबर व opposite force लगाती है। Forces जोड़ों में आती हैं — दो अलग वस्तुओं पर।

Because the two forces act on different objects, they do not cancel out. (Only when equal-opposite forces act on the same object do they balance.) Two connected spring balances pulled apart always show the same reading — proof that the pair is equal.[NCERT p.108] चूँकि दोनों forces अलग वस्तुओं पर लगती हैं, वे cancel नहीं होतीं। (बराबर-opposite forces जब एक ही वस्तु पर लगें तभी balance होती हैं।) दो जुड़े spring balances को विपरीत खींचने पर हमेशा एक ही reading आती है — प्रमाण कि जोड़ी बराबर है।[NCERT p.108]

Walking is a third-law trickचलना एक तीसरे-law की तरकीब है

Figure 6.10 — Walking: your foot pushes the ground backward; the ground's friction pushes you forward. Here friction helps you move. Adapted from NCERT Fig. 6.25.चित्र 6.10 — चलना: आपका पैर ज़मीन को पीछे धकेलता है; ज़मीन का friction आपको आगे धकेलता है। यहाँ friction चलने में मदद करता है। NCERT Fig. 6.25 से adapted।

This is why shoe soles have grooves and tyres have treads — to raise friction so your foot does not slip. On wet floors or ice friction is low, so walking and driving become risky.[NCERT p.107] इसीलिए जूतों के तलों में खाँचे और टायरों में treads होते हैं — friction बढ़ाने के लिए ताकि पैर न फिसले। गीले फ़र्श या बर्फ़ पर friction कम होता है, इसलिए चलना और गाड़ी चलाना जोखिम भरा हो जाता है।[NCERT p.107]

Shoe sole grooves and tyre treads close-up — Deep grooves on a shoe sole and a tyre tread to increase friction and grip.घर्षण और पकड़ बढ़ाने के लिए जूते के तलवे और टायर के ट्रेड पर गहरे खांचे।

Rockets, balloons and Chandrayaan-3Rockets, गुब्बारे और Chandrayaan-3

Let go of an inflated balloon: air rushes out one way, the balloon shoots the other way. A rocket works the same — it pushes hot gas down, and the gas pushes the rocket up. When this upward force exceeds the rocket's weight, it lifts off.[NCERT p.109] फुलाए गुब्बारे को छोड़िए: हवा एक ओर निकलती है, गुब्बारा दूसरी ओर भागता है। Rocket भी वैसे ही काम करता है — यह गर्म gas को नीचे धकेलता है, और gas rocket को ऊपर धकेलती है। जब यह ऊपरी force rocket के weight से ज़्यादा हो, यह उड़ान भरता है।[NCERT p.109]

Figure 6.11 — A rocket and the third law. Adapted from NCERT Fig. 6.30. India's Chandrayaan-3 Vikram lander even fired its engine forward to slow down for a soft landing near the Moon's south pole.चित्र 6.11 — एक rocket और तीसरा law। NCERT Fig. 6.30 से adapted। भारत के Chandrayaan-3 के Vikram lander ने तो engine को आगे दागकर धीमा होकर चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के पास soft landing की।

🇮🇳 India in space — Chandrayaan-3🇮🇳 अंतरिक्ष में भारत — Chandrayaan-3 In 2023 India became the first nation to land near the Moon's south pole. The Vikram lander used Newton's third law in reverse — firing thrusters in its direction of travel so the exhaust pushed it backward, slowing it for a gentle touchdown. 2023 में भारत चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के पास उतरने वाला पहला देश बना। Vikram lander ने Newton के तीसरे law को उल्टा इस्तेमाल किया — अपनी गति की दिशा में thrusters दागे ताकि exhaust उसे पीछे धकेले, और वह धीरे उतरे।

ISRO Rocket launch — A modern space rocket lift-off using Newton's third law.न्यूटन के तीसरे नियम का उपयोग करके एक आधुनिक अंतरिक्ष रॉकेट का प्रक्षेपण।

More action–reaction pairsऔर action–reaction जोड़े

🛶Canoeडोंगीpaddle pushes water back → water pushes canoe forwardचप्पू पानी को पीछे → पानी डोंगी को आगे

🌴Climbing a treeपेड़ चढ़नाlegs push trunk down → friction pushes climber upपैर तने को नीचे → friction चढ़ने वाले को ऊपर

🔫Gun recoilबंदूक का धक्काgun pushes bullet forward → bullet pushes gun backबंदूक गोली को आगे → गोली बंदूक को पीछे

🧲Magnetsचुंबकworks for non-contact forces too — equal & oppositenon-contact forces पर भी — बराबर व opposite

Kerala Snake Boat Vallam Kali — Vallam Kali (snake boat) race in Kerala: oarsmen pushing water backward to propel the boat forward (Newton's third law).केरल में वल्लम कली (सांप नाव) दौड़: नाविक नाव को आगे बढ़ाने के लिए पानी को पीछे धकेलते हैं (न्यूटन का तीसरा नियम)।

Worked example (6.7) — the falling fruitहल किया उदाहरण (6.7) — गिरता फल

The Earth pulls a fruit and the fruit pulls the Earth with equal force. Why does only the fruit move? Because a = F/m, and the Earth's mass is enormous — its acceleration is far too tiny to notice.[NCERT p.110] Earth फल को खींचती है और फल Earth को बराबर force से। तो सिर्फ़ फल क्यों हिलता है? क्योंकि a = F/m, और Earth का mass विशाल है — इसका acceleration इतना छोटा कि दिखाई ही न दे।[NCERT p.110]

Quick checkछोटा सवाल

A gun recoils backward when fired. Which law explains this?बंदूक चलाने पर वह पीछे धक्का (recoil) खाती है। कौन सा law यह समझाता है?

You now knowअब आप जानते हो

Forces come in equal, opposite pairs on two different objects — so they never cancel. Equal force does not mean equal acceleration (masses differ).Forces बराबर, opposite जोड़ों में दो अलग वस्तुओं पर आती हैं — इसलिए कभी cancel नहीं होतीं। बराबर force का मतलब बराबर acceleration नहीं (mass अलग)।

7. Forces on a System of Objects [NCERT p.111]

Goal: Treat connected objects as one system and find its acceleration.Goal: जुड़ी वस्तुओं को एक system मानकर उसका acceleration निकालना।

Two boxes (m₁, m₂) on a frictionless floor are joined by a string. Pull the front box with force F. The string's tension is an internal force — it acts inside the system, so it cancels within. Only the external force F matters. So the whole system behaves like one object of mass (m₁ + m₂):[NCERT p.111] घर्षणरहित फ़र्श पर दो boxes (m₁, m₂) एक रस्सी से जुड़े हैं। सामने वाले box को force F से खींचिए। रस्सी का tension एक internal force है — यह system के अंदर लगती है, इसलिए अंदर ही cancel हो जाती है। सिर्फ़ external force F मायने रखती है। तो पूरा system एक (m₁ + m₂) mass की वस्तु जैसा व्यवहार करता है:[NCERT p.111]

Figure 6.12 — A two-box system. Internal tension cancels; the system accelerates as one mass m₁ + m₂. Adapted from NCERT Fig. 6.34.चित्र 6.12 — दो-box का system। internal tension cancel हो जाती है; system एक mass m₁ + m₂ की तरह accelerate होता है। NCERT Fig. 6.34 से adapted।

a = F ÷ (m₁ + m₂)

You now knowअब आप जानते हो

Treat connected objects as one system: ignore internal forces, use only external forces. This simplifies hard problems.जुड़ी वस्तुओं को एक system मानो: internal forces छोड़ो, सिर्फ़ external forces लो। इससे कठिन सवाल आसान होते हैं।

At a Glance — the three lawsएक नज़र में — तीनों laws

· Inertiaजड़त्वNo net force ⇒ no change in motion.Net force नहीं ⇒ motion में बदलाव नहीं।
· F = maNet force ⇒ acceleration in its direction, F = ma.Net force ⇒ उसकी direction में acceleration, F = ma।
· Action–Reactionक्रिया–प्रतिक्रियाEvery force has an equal, opposite partner on another object.हर force का किसी दूसरी वस्तु पर बराबर, opposite साथी होता है।

If you see…अगर दिखे…	Then…तो…
constant velocity / restconstant velocity / rest	net force = 0 (first law)net force = 0 (पहला law)
speeding up / slowing / turningतेज़ / धीमा / मुड़ना	a net force acts; use F = manet force लगता है; F = ma लगाओ
a push you feel back (recoil, walking)पीछे का धक्का (recoil, चलना)	action–reaction pair (third law)action–reaction जोड़ा (तीसरा law)

Solved NCERT Questions (Revise, Reflect, Refine)हल किए गए NCERT सवाल (Revise, Reflect, Refine)

Q1. A table is moved at constant velocity by a horizontal force F. How much is the friction from the floor?एक mez को horizontal force F से constant velocity पर चलाया जाता है। फ़र्श से friction कितना है?

Constant velocity ⇒ net force zero ⇒ friction is equal and opposite to F, i.e., friction = F.[NCERT p.112] Constant velocity ⇒ net force zero ⇒ friction, F के बराबर व opposite है, यानी friction = F।[NCERT p.112]

Q2. A ball on a smooth surface: (i) no net force, (ii) net force along motion, (iii) net force opposite motion — what happens to its speed?चिकनी सतह पर एक ball: (i) कोई net force नहीं, (ii) motion की ओर net force, (iii) motion के opposite net force — speed का क्या होगा?

(i) remains the same; (ii) increases; (iii) decreases.[NCERT p.112] (i) वही रहती है; (ii) बढ़ती है; (iii) घटती है।[NCERT p.112]

Q3. Block P has 4 N and 5 N in opposite directions; block Q moves at constant velocity. Which experiences a net force?Block P पर 4 N और 5 N opposite; block Q constant velocity पर। किस पर net force है?

On P, net = 5 − 4 = 1 N (non-zero). Q at constant velocity has net zero. So (i) P experiences a net force and Q does not.[NCERT p.112] P पर net = 5 − 4 = 1 N (non-zero)। Q constant velocity पर, net zero। इसलिए (i) P पर net force है, Q पर नहीं।[NCERT p.112]

Q4. Snake-boat race: 95 oarsmen row backward, 5 by mistake row forward, each 200 N. Net force on the boat?साँप-नाव दौड़: 95 नाविक पीछे की ओर, 5 गलती से आगे की ओर खेते हैं, हर एक 200 N। नाव पर net force?

Forward-driving = 95 × 200 = 19000 N; opposing = 5 × 200 = 1000 N. Net = 19000 − 1000 = 18000 N in the boat's forward direction.[NCERT p.113] आगे बढ़ाने वाली = 95 × 200 = 19000 N; विरोधी = 5 × 200 = 1000 N। Net = 19000 − 1000 = 18000 N, नाव की आगे की दिशा में।[NCERT p.113]

Q5. When a net force acts, the object accelerates…?जब net force लगे, वस्तु accelerate होती है…?

(iv) in the direction of the force, with acceleration proportional to the force.[NCERT p.113] (iv) force की direction में, acceleration force के समानुपाती।[NCERT p.113]

Q6. Position–time graphs for A, B, C, D. On which object does a net force act?A, B, C, D के position–time graphs। किस वस्तु पर net force लगता है?

A net force means acceleration, i.e., a curved position–time graph (changing slope). The straight-line graphs mean constant velocity (no net force); the curved one is the object with a net force.[NCERT p.113] Net force का मतलब acceleration, यानी वक्र (curved) position–time graph (बदलता slope)। सीधी रेखा वाले graphs constant velocity (net force नहीं) दिखाते हैं; वक्र वाला ही वह वस्तु है जिस पर net force है।[NCERT p.113]

Q7. A sailor jumps forward from a small boat to the shore. Does the boat move?एक नाविक छोटी नाव से किनारे की ओर आगे कूदता है। क्या नाव हिलती है?

Yes. The sailor pushes the boat backward (action); the boat pushes the sailor forward (reaction). So the boat moves backward — Newton's third law.[NCERT p.113] हाँ। नाविक नाव को पीछे धकेलता है (action); नाव नाविक को आगे धकेलती है (reaction)। इसलिए नाव पीछे जाती है — Newton का तीसरा law।[NCERT p.113]

Q8. Why is a soft landing mat / sand bed placed for a high jumper?ऊँची कूद में मुलायम गद्दा / रेत क्यों बिछाई जाती है?

The mat increases the stopping time. Longer time ⇒ smaller acceleration ⇒ smaller force on the athlete (second law) ⇒ less injury.[NCERT p.113] गद्दा रुकने का समय बढ़ाता है। ज़्यादा समय ⇒ कम acceleration ⇒ खिलाड़ी पर कम force (दूसरा law) ⇒ कम चोट।[NCERT p.113]

Q9. A loaded cart collides with an identical empty cart. Which exerts the larger force?भरी हुई गाड़ी एक समान खाली गाड़ी से टकराती है। कौन ज़्यादा force लगाती है?

(iv) Both carts exert equal magnitude forces on each other (third law). Their accelerations differ because their masses differ.[NCERT p.114] (iv) दोनों गाड़ियाँ एक-दूसरे पर बराबर परिमाण की force लगाती हैं (तीसरा law)। उनके acceleration अलग होते हैं क्योंकि mass अलग हैं।[NCERT p.114]

Q10. Given an acceleration–mass graph for a fixed force, sketch the force–mass graph.तय force के लिए acceleration–mass graph दिया है, force–mass graph बनाइए।

F = ma is the same for every mass (the force is fixed). So on a force–mass graph the force is a horizontal straight line at the constant value of F.[NCERT p.114] F = ma हर mass के लिए एक ही है (force तय है)। इसलिए force–mass graph पर force एक क्षैतिज सीधी रेखा है, F के स्थिर मान पर।[NCERT p.114]

Q11. A 10 kg object's v–t graph rises 0→30 m/s in 4 s then... find the force from the graph.एक 10 kg वस्तु का v–t graph 4 s में 0→30 m/s बढ़ता है, फिर... graph से force निकालिए।

Acceleration = slope = (30 − 0)/4 = 7.5 m s⁻². Force = ma = 10 × 7.5 = 75 N. (Where the graph is flat, a = 0 and F = 0.)[NCERT p.114] Acceleration = slope = (30 − 0)/4 = 7.5 m s⁻²। Force = ma = 10 × 7.5 = 75 N। (जहाँ graph सपाट है, a = 0 और F = 0।)[NCERT p.114]

Q12. A 50 g bullet at 100 m/s stops after penetrating 50 cm into a block. Find the stopping force.50 g की गोली 100 m/s पर एक block में 50 cm घुसकर रुक जाती है। रोकने वाली force निकालिए।

m = 0.05 kg, u = 100, v = 0, s = 0.5 m. From v² = u² + 2as: 0 = 100² + 2a(0.5) ⇒ a = −10000 m s⁻². Force = ma = 0.05 × (−10000) = −500 N (magnitude 500 N, opposing motion).[NCERT p.114] m = 0.05 kg, u = 100, v = 0, s = 0.5 m। v² = u² + 2as से: 0 = 100² + 2a(0.5) ⇒ a = −10000 m s⁻²। Force = ma = 0.05 × (−10000) = −500 N (परिमाण 500 N, motion के विरुद्ध)।[NCERT p.114]

Q13. A 0.4 kg football is kicked to 108 km/h with a force of 800 N. Find the contact time.एक 0.4 kg फुटबॉल को 800 N force से 108 km/h तक किक किया जाता है। संपर्क समय निकालिए।

v = 108 km/h = 30 m/s. a = F/m = 800/0.4 = 2000 m s⁻². From v = u + at: 30 = 0 + 2000t ⇒ t = 30/2000 = 0.015 s.[NCERT p.114] v = 108 km/h = 30 m/s। a = F/m = 800/0.4 = 2000 m s⁻²। v = u + at से: 30 = 0 + 2000t ⇒ t = 30/2000 = 0.015 s।[NCERT p.114]

Q14. A 2 kg object at 10 m/s enters a rough patch: friction 7 N plus an extra 3 N opposing. How far before it stops?एक 2 kg वस्तु 10 m/s पर खुरदरे हिस्से में घुसती है: friction 7 N और अतिरिक्त 3 N विरोधी। रुकने से पहले कितनी दूरी?

Total opposing force = 7 + 3 = 10 N. a = F/m = 10/2 = 5 m s⁻² (deceleration). Using v² = u² − 2as: 0 = 10² − 2(5)s ⇒ s = 100/10 = 10 m.[NCERT p.114] कुल विरोधी force = 7 + 3 = 10 N। a = F/m = 10/2 = 5 m s⁻² (मंदन)। v² = u² − 2as से: 0 = 10² − 2(5)s ⇒ s = 100/10 = 10 m।[NCERT p.114]

Q15 (Journey Beyond). A tractor pulls a harrow (mass m₁) with force F → acceleration a₁, and a trolley (m₂) with the same F → a₂. With both together, find the acceleration in terms of a₁, a₂.एक tractor एक harrow (mass m₁) को force F से खींचे → acceleration a₁, और एक trolley (m₂) को उसी F से → a₂। दोनों साथ में, a₁, a₂ के रूप में acceleration निकालिए।

F = m₁a₁ and F = m₂a₂, so m₁ = F/a₁, m₂ = F/a₂. Together: a = F/(m₁ + m₂) = F ÷ (F/a₁ + F/a₂) = a₁a₂ / (a₁ + a₂).[NCERT p.114] F = m₁a₁ और F = m₂a₂, इसलिए m₁ = F/a₁, m₂ = F/a₂। साथ में: a = F/(m₁ + m₂) = F ÷ (F/a₁ + F/a₂) = a₁a₂ / (a₁ + a₂)।[NCERT p.114]

Q16. A bar magnet's pole is brought near a compass needle (also a magnet). What can you say about the forces they exert?एक छड़ चुंबक का ध्रुव एक compass सुई (जो चुंबक भी है) के पास लाया जाता है। वे जो force लगाते हैं उनके बारे में क्या कहेंगे?

By Newton's third law the magnet and needle exert equal and opposite magnetic forces on each other — the law applies to non-contact forces too.[NCERT p.114] Newton के तीसरे law से चुंबक और सुई एक-दूसरे पर बराबर व opposite चुंबकीय force लगाते हैं — यह law non-contact forces पर भी लागू होता है।[NCERT p.114]

Previous-Year Style Questions (PYQ)पिछले सालों जैसे सवाल (PYQ)

PYQ 1. A force of 20 N acts on a 4 kg object. Find its acceleration. (2 marks)एक 4 kg वस्तु पर 20 N force लगती है। इसका acceleration निकालिए। (2 marks)

a = F/m = 20/4 = 5 m s⁻² in the direction of the force. a = F/m = 20/4 = 5 m s⁻², force की direction में।

PYQ 2. Why do passengers fall forward when a moving bus stops suddenly? (2 marks)चलती bus अचानक रुकने पर यात्री आगे क्यों गिरते हैं? (2 marks)

Due to inertia of motion: the body tends to keep moving forward even after the bus stops (Newton's first law). Inertia of motion के कारण: bus रुकने के बाद भी शरीर आगे चलता रहना चाहता है (Newton का पहला law)।

PYQ 3. Define one newton. (1 mark)एक newton की परिभाषा दीजिए। (1 mark)

One newton is the force that gives a mass of 1 kg an acceleration of 1 m s⁻². So 1 N = 1 kg·m s⁻². एक newton वह force है जो 1 kg mass को 1 m s⁻² का acceleration दे। यानी 1 N = 1 kg·m s⁻²।

PYQ 4. A 5 kg gun fires a 0.1 kg bullet with a force of 2 N. Find the accelerations of the gun and the bullet. (3 marks)एक 5 kg बंदूक 0.1 kg गोली को 2 N force से चलाती है। बंदूक और गोली के acceleration निकालिए। (3 marks)

By the third law both feel 2 N. Gun: a = 2/5 = 0.4 m s⁻²; bullet: a = 2/0.1 = 20 m s⁻². Equal forces, unequal accelerations (different masses). (Example 6.8) तीसरे law से दोनों को 2 N। बंदूक: a = 2/5 = 0.4 m s⁻²; गोली: a = 2/0.1 = 20 m s⁻²। बराबर force, असमान acceleration (mass अलग)। (Example 6.8)

The Journey Beyond — friction, ropes and the wheelआगे की यात्रा — friction, रस्सी और पहिया

Friction is everywhere surfaces touch, so people work hard to reduce it — lubricants, smooth coatings, streamlined shapes, even magnetic levitation. But friction can also be a friend:[NCERT p.115] जहाँ भी सतहें छूती हैं वहाँ friction है, इसलिए लोग इसे कम करने में मेहनत करते हैं — lubricants, चिकनी coatings, streamlined आकार, यहाँ तक कि magnetic levitation। पर friction दोस्त भी हो सकता है:[NCERT p.115]

🪢 The rope-around-a-post trick🪢 खंभे के चारों ओर रस्सी की तरकीब Wrap a rope once around a rough branch and hold a heavy bucket — hard. Add just one more turn and it becomes much easier to hold. Friction does not grow in a simple straight-line way — a small change in contact makes a big change in grip. The same effect lets a few sailors hold a huge ship at a pier. एक खुरदरी डाल के चारों ओर रस्सी एक बार लपेटकर भारी बाल्टी पकड़िए — मुश्किल। बस एक और लपेट जोड़िए और पकड़ना बहुत आसान हो जाता है। Friction सीधी रेखा में नहीं बढ़ता — संपर्क में छोटा बदलाव पकड़ में बड़ा बदलाव लाता है। यही असर कुछ नाविकों को घाट पर विशाल जहाज़ थामने देता है।

These questions — does friction depend on how hard surfaces press? is rolling friction less than sliding? — explain why the invention of the wheel was a turning point in human history. And Newton's laws hold across an enormous range, from a rolling coin to planets and stars; they need changing only near very massive objects, at speeds close to light, or at atomic scales.[NCERT p.115] ये सवाल — क्या friction इस पर निर्भर है कि सतहें कितनी ज़ोर से दबती हैं? क्या lugना (rolling) friction, फिसलने (sliding) से कम है? — समझाते हैं कि पहिये का आविष्कार मानव इतिहास का मोड़ क्यों था। और Newton के laws एक विशाल परिसर में लागू होते हैं, एक lugते सिक्के से लेकर ग्रहों और तारों तक; इन्हें बदलना केवल बहुत विशाल वस्तुओं के पास, प्रकाश के निकट गति पर, या परमाण्विक पैमानों पर पड़ता है।[NCERT p.115]

What you can now doअब आप क्या कर सकते हो

Find the net force from forces in the same or opposite directions.एक ही या opposite direction की forces से net force निकालना।
Explain why moving objects stop (friction) and what friction depends on.समझाना कि चलती चीज़ें क्यों रुकती हैं (friction) और friction किस पर निर्भर है।
State and apply Newton's three laws of motion.Newton के तीन laws बताना और लगाना।
Use F = ma and F = mg to find force, mass or acceleration.F = ma और F = mg से force, mass या acceleration निकालना।
Spot action–reaction pairs and treat connected objects as a system.action–reaction जोड़े पहचानना और जुड़ी वस्तुओं को system मानना।

Sources:

NCERT Class 9 Science (Exploration, Reprint 2026-27), Chapter 6: How Forces Affect Motion, pp. 94–115.