प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न: कीट-जैसे रोबोट की उड़ान से प्रेरित
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं में सफलता प्राप्त करने के लिए, सामान्य विज्ञान की एक मजबूत नींव आवश्यक है। भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के मूलभूत सिद्धांतों की गहरी समझ न केवल ज्ञान के द्वार खोलती है, बल्कि जटिल समस्याओं को हल करने की क्षमता भी विकसित करती है। यहाँ, हम एक छोटे रोबोट की कीट जैसी कलाबाजी को प्रेरित करते हुए, इन विषयों से संबंधित 25 बहुविकल्पीय प्रश्न प्रस्तुत कर रहे हैं, ताकि आप अपनी तैयारी को परख सकें और अपनी वैज्ञानिक समझ को और गहरा कर सकें।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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प्रश्न: कीट (insect) हवा में जिस तरह से उड़ते हैं, उसमें कौन सा भौतिकी का सिद्धांत प्रमुख भूमिका निभाता है?
- (a) गुरुत्वाकर्षण (Gravity)
- (b) आर्किमिडीज का सिद्धांत (Archimedes’ Principle)
- (c) न्यूटन के गति के नियम (Newton’s Laws of Motion)
- (d) घर्षण (Friction)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): न्यूटन के गति के तीसरे नियम के अनुसार, प्रत्येक क्रिया की समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।
व्याख्या (Explanation): कीट अपने पंखों को ऊपर-नीचे चलाकर हवा को नीचे की ओर धकेलते हैं (क्रिया), जिसके परिणामस्वरूप हवा कीटों पर ऊपर की ओर एक बल लगाती है (प्रतिक्रिया), जिससे वे उड़ पाते हैं। यह सिद्धांत उड़ान के लिए आवश्यक प्रणोदन (thrust) प्रदान करता है। आर्किमिडीज का सिद्धांत उत्प्लावन (buoyancy) से संबंधित है, जो उड़ान के लिए उतना महत्वपूर्ण नहीं है जितना कि गति के नियम।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: जब एक छोटा रोबोट हवा में कलाबाजी (somersault) करता है, तो यह किस प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तन का उदाहरण है?
- (a) स्थितिज ऊर्जा से गतिज ऊर्जा (Potential Energy to Kinetic Energy)
- (b) रासायनिक ऊर्जा से प्रकाश ऊर्जा (Chemical Energy to Light Energy)
- (c) गतिज ऊर्जा से स्थितिज ऊर्जा (Kinetic Energy to Potential Energy)
- (d) ऊष्मीय ऊर्जा से यांत्रिक ऊर्जा (Thermal Energy to Mechanical Energy)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुसार, ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।
व्याख्या (Explanation): जब रोबोट ऊपर की ओर उछलता है, तो उसकी गतिज ऊर्जा (चलने की ऊर्जा) को उसकी ऊंचाई प्राप्त करने के साथ स्थितिज ऊर्जा (ऊंचाई के कारण संग्रहीत ऊर्जा) में परिवर्तित किया जाता है। जब वह नीचे आता है, तो स्थितिज ऊर्जा पुनः गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। कलाबाजी के दौरान यह परिवर्तन लगातार होता रहता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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प्रश्न: कीटों के पंखों की संरचना में निम्नलिखित में से कौन सा बायो-पॉलीमर (biopolymer) पाया जाता है, जो उन्हें हल्का और मजबूत बनाता है?
- (a) सेल्यूलोज (Cellulose)
- (b) काइटिन (Chitin)
- (c) कोलेजन (Collagen)
- (d) स्टार्च (Starch)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): काइटिन एक नाइट्रोजन युक्त पॉलीसेकेराइड है जो आर्थ्रोपोड्स (जैसे कीट) के एक्सोस्केलेटन (बाह्य कंकाल) और कवक की कोशिका भित्ति का एक प्रमुख घटक है।
व्याख्या (Explanation): काइटिन कीटों के बाहरी आवरण (exoskeleton) और पंखों को संरचनात्मक शक्ति और समर्थन प्रदान करता है। यह हल्का होता है, जो उड़ान के लिए महत्वपूर्ण है, और तुलनात्मक रूप से मजबूत भी होता है। सेल्यूलोज पौधों में पाया जाता है, कोलेजन जानवरों में संयोजी ऊतकों में पाया जाता है, और स्टार्च पौधों में ऊर्जा भंडारण के लिए होता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: छोटे रोबोट की गति को नियंत्रित करने के लिए किस प्रकार की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, जो उसे कलाबाजी करने में सक्षम बनाती है?
- (a) विद्युत ऊर्जा (Electrical Energy)
- (b) यांत्रिक ऊर्जा (Mechanical Energy)
- (c) प्रकाश ऊर्जा (Light Energy)
- (d) ध्वनि ऊर्जा (Sound Energy)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रोबोटिक उपकरणों को संचालित करने के लिए आमतौर पर विद्युत ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, जो विभिन्न मोटर्स और एक्चुएटर्स को शक्ति प्रदान करती है।
व्याख्या (Explanation): छोटे रोबोट, विशेष रूप से जो हवा में गतिशील क्रियाएं करते हैं, उन्हें नियंत्रित करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। यह विद्युत ऊर्जा बैटरी से आती है और मोटर्स को चलाती है जो रोबोट के यांत्रिक भागों को हिलाते हैं, जिससे उड़ान और कलाबाजी संभव होती है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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प्रश्न: कीटों के पंखों में हवा के प्रवाह के कारण जो ‘लिफ्ट’ (lift) उत्पन्न होती है, वह मुख्य रूप से किस वायुगतिकीय (aerodynamic) सिद्धांत पर आधारित है?
- (a) बर्नोली का सिद्धांत (Bernoulli’s Principle)
- (b) पास्कल का सिद्धांत (Pascal’s Principle)
- (c) आर्किमिडीज का सिद्धांत (Archimedes’ Principle)
- (d) न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण नियम (Newton’s Law of Gravitation)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बर्नोली का सिद्धांत बताता है कि एक तरल पदार्थ (जैसे हवा) के प्रवाह की गति बढ़ने पर उसका दबाव कम हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): कीट के पंखों का आकार अक्सर ऊपर से घुमावदार होता है। जब पंख आगे बढ़ते हैं, तो पंख के ऊपर से गुजरने वाली हवा को नीचे से गुजरने वाली हवा की तुलना में अधिक दूरी तय करनी पड़ती है। इससे पंख के ऊपर हवा की गति बढ़ जाती है और दबाव कम हो जाता है। पंख के नीचे उच्च दबाव और ऊपर कम दबाव के बीच का अंतर ‘लिफ्ट’ उत्पन्न करता है, जो कीट को ऊपर उठाने में मदद करता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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प्रश्न: कीटों के लिए, पंखों का फड़फड़ाना (flapping) एक महत्वपूर्ण क्रिया है। इस क्रिया से किस प्रकार का बल उत्पन्न होता है?
- (a) कर्षण (Drag)
- (b) प्रणोदन (Thrust)
- (c) उत्प्लावन (Buoyancy)
- (d) घर्षण (Friction)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रणोदन (Thrust) वह बल है जो किसी वस्तु को आगे की ओर धकेलता है, जैसे कि एक इंजन या उड़ने वाले जीव के पंख।
व्याख्या (Explanation): जब कीट अपने पंखों को फड़फड़ाते हैं, तो वे हवा पर एक बल लगाते हैं, जिससे न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार एक प्रतिक्रिया बल उत्पन्न होता है। यह प्रतिक्रिया बल, जिसे प्रणोदन कहा जाता है, कीट को आगे की ओर ले जाता है और उड़ान को बनाए रखने में मदद करता है। कर्षण वह बल है जो गति का विरोध करता है, उत्प्लावन ऊपर की ओर बल है, और घर्षण सतहों के बीच प्रतिरोध है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: छोटे रोबोट के डिजाइन में, सामग्री का चयन महत्वपूर्ण है। यदि रोबोट को हल्का और मजबूत बनाना हो, तो निम्नलिखित में से किस प्रकार की सामग्री का उपयोग किया जाएगा?
- (a) सीसा (Lead)
- (b) लोहा (Iron)
- (c) एल्यूमीनियम मिश्र धातु (Aluminum Alloy)
- (d) सोना (Gold)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं अपने कम घनत्व (lightweight) और उच्च विशिष्ट शक्ति (high specific strength – शक्ति प्रति इकाई घनत्व) के कारण एयरोस्पेस और रोबोटिक्स में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।
व्याख्या (Explanation): एल्यूमीनियम, सीसा, लोहा और सोने की तुलना में बहुत हल्का होता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं, जैसे कि हवाई जहाज बनाने में इस्तेमाल होने वाली, एल्यूमीनियम को अन्य धातुओं (जैसे तांबा, मैग्नीशियम, सिलिकॉन) के साथ मिलाकर उनकी मजबूती और स्थायित्व को बढ़ाती हैं। यह रोबोट को प्रभावी ढंग से उड़ने और कलाबाजी करने के लिए आवश्यक हल्कापन प्रदान करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: कीटों की आँखें अक्सर संयुक्त (compound) होती हैं। इन आँखों का एक मुख्य लाभ क्या है?
- (a) बहुत तेज फोकस (Very sharp focus)
- (b) रंग धारणा में सटीकता (Accuracy in color perception)
- (c) विस्तृत दृश्य क्षेत्र (Wide field of vision)
- (d) कम रोशनी में उत्कृष्ट दृष्टि (Excellent vision in low light)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): संयुक्त आँखें हजारों छोटी लेंस (ommatidia) से बनी होती हैं, जिनमें से प्रत्येक एक छोटे से दृश्य क्षेत्र को कैप्चर करता है। इन सभी छवियों का संयोजन एक विस्तृत, मोज़ेक जैसा दृश्य बनाता है।
व्याख्या (Explanation): संयुक्त आँखों की सबसे बड़ी विशेषता उनका विशाल दृश्य क्षेत्र है, जो कीटों को अपने आसपास की अधिकांश गतिविधियों का पता लगाने में मदद करता है, जो शिकारियों से बचने या शिकार का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, वे मनुष्यों की तरह तेज फोकस या रंग की सटीकता प्रदान नहीं करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: छोटे रोबोट की गति के लिए उपयोग किए जाने वाले छोटे मोटर्स निम्नलिखित में से किस सिद्धांत पर कार्य करते हैं?
- (a) विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (Electromagnetic Induction)
- (b) विद्युत धारा का ऊष्मीय प्रभाव (Heating Effect of Electric Current)
- (c) विद्युत चुम्बकीय प्रभाव (Electromagnetism)
- (d) स्थैतिक विद्युत (Electrostatics)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत चुम्बकीय प्रभाव वह घटना है जहाँ एक विद्युत धारा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, और चुंबकीय क्षेत्र विद्युत धारा पर बल लगाते हैं। इलेक्ट्रिक मोटर्स इसी सिद्धांत पर काम करते हैं।
व्याख्या (Explanation): इलेक्ट्रिक मोटर्स में, विद्युत चुम्बकीय प्रभाव का उपयोग रोटर (घूमने वाले हिस्से) को घुमाने के लिए किया जाता है। विद्युत धारा का उपयोग करके एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है, जो एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिससे टॉर्क (घूर्णन बल) उत्पन्न होता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण ट्रांसफार्मर में अधिक प्रासंगिक है, ऊष्मीय प्रभाव हीटर में, और स्थैतिक विद्युत स्थैतिक आवेशों से संबंधित है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: रोबोट के हवा में कलाबाजी करते समय, उसकी गति की दिशा और त्वरण (acceleration) के बीच संबंध क्या होगा?
- (a) हमेशा विपरीत (Always opposite)
- (b) हमेशा समान (Always in the same direction)
- (c) परिवर्तनशील (Variable)
- (d) लंबवत (Perpendicular)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): त्वरण वह दर है जिस पर वेग बदलता है। यह वेग के समान दिशा में हो सकता है (गति बढ़ने पर) या विपरीत दिशा में (गति कम होने पर), या वेग में परिवर्तन के कारण लंबवत भी हो सकता है (दिशा बदलने पर)।
व्याख्या (Explanation): जब रोबोट ऊपर की ओर कलाबाजी कर रहा होता है, तो गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण नीचे की ओर होता है, जबकि गति ऊपर की ओर होती है। जब वह नीचे आ रहा होता है, तो गति और त्वरण दोनों नीचे की ओर होते हैं। कलाबाजी के दौरान दिशा बदलने पर त्वरण की दिशा भी बदल सकती है। इसलिए, गति की दिशा और त्वरण के बीच संबंध परिवर्तनशील होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: कीटों के श्वासोच्छ्वास (respiration) की प्रक्रिया में कौन सी गैस आवश्यक है?
- (a) नाइट्रोजन (Nitrogen)
- (b) ऑक्सीजन (Oxygen)
- (c) कार्बन डाइऑक्साइड (Carbon Dioxide)
- (d) हाइड्रोजन (Hydrogen)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अधिकांश जीवों की तरह, कीट भी श्वसन के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जो भोजन से ऊर्जा निकालने के लिए आवश्यक है।
व्याख्या (Explanation): कीट हवा से ट्रेकियल सिस्टम (tracheal system) के माध्यम से ऑक्सीजन लेते हैं। यह ऑक्सीजन उनके ऊतकों तक पहुँचती है और कोशिकीय श्वसन (cellular respiration) में भाग लेती है, जिससे ऊर्जा उत्पन्न होती है। कार्बन डाइऑक्साइड इस प्रक्रिया का एक उप-उत्पाद है और शरीर से बाहर निकाल दिया जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: यदि रोबोट को हवा में स्थिर रखने के लिए एक बल की आवश्यकता होती है, तो वह बल किस दिशा में कार्य करेगा?
- (a) नीचे की ओर (Downward)
- (b) ऊपर की ओर (Upward)
- (c) क्षैतिज (Horizontal)
- (d) किसी भी दिशा में (Any direction)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): किसी वस्तु को गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव के विरुद्ध हवा में स्थिर रखने के लिए, एक ऊपर की ओर कार्य करने वाला बल (जैसे ‘लिफ्ट’) होना चाहिए जो गुरुत्वाकर्षण बल (वजन) के बराबर हो।
व्याख्या (Explanation): पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण रोबोट को नीचे की ओर खींचता है। यदि रोबोट हवा में स्थिर रहना चाहता है (न तो ऊपर जा रहा है, न नीचे), तो उस पर लगने वाले ऊपर की ओर के बल (जैसे पंखों द्वारा उत्पन्न ‘लिफ्ट’ या प्रणोदन) का परिमाण रोबोट के वजन के बराबर होना चाहिए और उसकी दिशा ऊपर की ओर होनी चाहिए।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: रोबोटिक सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले सेंसर (sensors) का मुख्य कार्य क्या है?
- (a) ऊर्जा उत्पन्न करना (Generating energy)
- (b) वातावरण से जानकारी एकत्र करना (Collecting information from the environment)
- (c) रोबोट को ठंडा रखना (Cooling the robot)
- (d) रोबोट की गति को धीमा करना (Slowing down the robot)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सेंसर ऐसे उपकरण होते हैं जो किसी भौतिक मात्रा (जैसे प्रकाश, ध्वनि, तापमान, दूरी) का पता लगाते हैं और उसे एक सिग्नल में परिवर्तित करते हैं जिसे अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा पढ़ा जा सकता है।
व्याख्या (Explanation): रोबोट में सेंसर बाहरी वातावरण से डेटा प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण होते हैं। उदाहरण के लिए, एक कैमरा (जो एक प्रकार का सेंसर है) दृश्य जानकारी प्रदान करता है, दूरी सेंसर बाधाओं का पता लगाते हैं, और एक्सेलेरोमीटर (accelerometer) रोबोट के अभिविन्यास और गति का पता लगाते हैं। यह जानकारी रोबोट को निर्णय लेने और अपने कार्यों को करने में मदद करती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: कीटों में ‘एंटेना’ (antennae) का मुख्य कार्य क्या होता है?
- (a) उड़ान (Flight)
- (b) संतुलन (Balance)
- (c) स्वाद और गंध (Taste and smell)
- (d) सुनने की क्षमता (Hearing)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कीटों के एंटेना संवेदनशील उपांग होते हैं जो स्पर्श, गंध (olfaction), और कभी-कभी ध्वनि (hearing) और आर्द्रता (humidity) का पता लगाने के लिए रिसेप्टर्स (receptors) से भरे होते हैं।
व्याख्या (Explanation): कई कीटों के लिए, एंटेना स्वाद और गंध के मुख्य संवेदी अंग होते हैं, जो उन्हें भोजन खोजने, साथियों को आकर्षित करने या शिकारियों से बचने में मदद करते हैं। कुछ प्रजातियों में, वे सुनने और संतुलन के कार्यों में भी सहायता कर सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: रोबोट को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ‘प्रोसेसर’ (processor) की तुलना मानव शरीर के किस अंग से की जा सकती है?
- (a) हृदय (Heart)
- (b) फेफड़े (Lungs)
- (c) मस्तिष्क (Brain)
- (d) यकृत (Liver)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रोसेसर कंप्यूटर या रोबोटिक सिस्टम का वह हिस्सा होता है जो निर्देशों को संसाधित करता है और गणना करता है, जो इसे निर्णय लेने और कार्य करने में सक्षम बनाता है।
व्याख्या (Explanation): मानव मस्तिष्क जिस तरह से सोचता है, गणना करता है और शरीर को नियंत्रित करता है, उसी तरह एक रोबोट का प्रोसेसर उसके ‘मस्तिष्क’ के रूप में कार्य करता है। यह सेंसर से इनपुट प्राप्त करता है, उन्हें संसाधित करता है, और फिर आउटपुट (जैसे मोटर्स को चलाना) उत्पन्न करता है। हृदय रक्त पंप करता है, फेफड़े श्वसन करते हैं, और यकृत चयापचय में मदद करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: जब कोई वस्तु हवा में उछलती है और अपनी गति की दिशा बदलती है, तो उस पर कौन सा बल कार्य कर रहा होता है?
- (a) केवल गुरुत्वाकर्षण (Only gravity)
- (b) केवल वायु प्रतिरोध (Only air resistance)
- (c) गुरुत्वाकर्षण और वायु प्रतिरोध (Gravity and air resistance)
- (d) कोई बल कार्य नहीं कर रहा (No force acting)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा वस्तु को पृथ्वी के केंद्र की ओर खींचता है, और वायु प्रतिरोध (drag) गति का विरोध करने वाला बल है।
व्याख्या (Explanation): जब कोई वस्तु हवा में उछलती है, तो उस पर दो मुख्य बल कार्य करते हैं: गुरुत्वाकर्षण जो उसे नीचे की ओर खींचता है, और वायु प्रतिरोध जो उसकी गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है। ये दोनों बल वस्तु की गति और दिशा को प्रभावित करते हैं। यदि वायु प्रतिरोध को नगण्य माना जाए, तो केवल गुरुत्वाकर्षण ही मुख्य बल होगा।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: कीटों में ‘टेगमिना’ (tegmina) क्या होते हैं?
- (a) पंखों के पीछे के पंख (Hindwings)
- (b) आगे के कठोर पंख (Forewings, hardened)
- (c) पैरों के उपांग (Leg appendages)
- (d) मुखांग (Mouthparts)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): टेगमिना (एकवचन: टेग्मेन) कुछ कीटों, विशेषकर कॉकरोच और टिड्डियों जैसे ऑर्थोप्टेरा (Orthoptera) में, आगे के पंखों के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द है। ये पंख उड़ने में मदद करने के बजाय सुरक्षात्मक होते हैं।
व्याख्या (Explanation): टेगमिना चमड़े जैसे, थोड़े कठोर पंख होते हैं जो पतले और झिल्लीदार पीछे के पंखों की रक्षा करते हैं जब वे आराम कर रहे होते हैं। वे उड़ान में सहायक हो सकते हैं लेकिन उनका प्राथमिक कार्य सुरक्षा है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: रोबोट को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए, उसके ‘गिंबल’ (gimbals) किस सिद्धांत का उपयोग करते हैं?
- (a) जड़त्व (Inertia)
- (b) कोणीय संवेग संरक्षण (Conservation of Angular Momentum)
- (c) घूर्णन (Rotation)
- (d) रैखिक गति (Linear Motion)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): गिंबल एक ऐसा यंत्र है जो एक अक्ष पर किसी वस्तु को घूमने की अनुमति देता है। यह रोबोटिक आर्म्स, कैमरा स्टेबिलाइजेशन और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): गिंबल अपने आंतरिक अक्षों पर स्वतंत्र रूप से घूमकर किसी वस्तु को विभिन्न दिशाओं में घुमाने की अनुमति देते हैं। यह क्रिया रोबोट को अपने अभिविन्यास (orientation) को बनाए रखने या विशिष्ट दिशाओं में इंगित करने के लिए महत्वपूर्ण है, जिससे सटीक नियंत्रण संभव होता है। कोणीय संवेग संरक्षण स्थिरीकरण (stabilization) में भूमिका निभाता है, लेकिन गिंबल का प्राथमिक कार्य घूर्णन की अनुमति देना है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: कीटों के उपांगों (appendages) पर पाए जाने वाले ‘सेंसर’ (sensilla) मुख्य रूप से किस कार्य में मदद करते हैं?
- (a) पाचन (Digestion)
- (b) उपापचय (Metabolism)
- (c) संवेदी धारणा (Sensory perception)
- (d) प्रजनन (Reproduction)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सेन्सिला (Sensilla) कीटों के शरीर की सतह पर पाए जाने वाले सूक्ष्म संवेदी अंग हैं जो स्पर्श, गंध, स्वाद, आर्द्रता, तापमान आदि का पता लगाने में मदद करते हैं।
व्याख्या (Explanation): ये सेन्सिला कीटों को अपने पर्यावरण को समझने और उस पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं। वे विभिन्न प्रकार के उत्तेजनाओं के प्रति संवेदनशील होते हैं, जो कीट को भोजन खोजने, खतरे का पता लगाने, या साथियों को खोजने में सहायता करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: यदि रोबोट को त्वरित गति से कलाबाजी करने के लिए, उस पर लगने वाले बल में अचानक परिवर्तन की आवश्यकता होगी। यह किस सिद्धांत का उदाहरण है?
- (a) जड़त्व का नियम (Law of Inertia)
- (b) संवेग का नियम (Law of Momentum)
- (c) आवेग का नियम (Impulse Law)
- (d) ऊर्जा संरक्षण (Conservation of Energy)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): संवेग (Momentum) किसी वस्तु के द्रव्यमान और वेग का गुणनफल होता है (p = mv)। न्यूटन का दूसरा नियम बताता है कि बल संवेग के परिवर्तन की दर के बराबर होता है (F = dp/dt)।
व्याख्या (Explanation): यदि रोबोट को कलाबाजी के दौरान त्वरित गति (वेग में तीव्र परिवर्तन) करनी है, तो उस पर एक बड़ा बल थोड़े समय के लिए लगाना होगा। यह सीधे तौर पर संवेग में परिवर्तन से जुड़ा है। एक बड़ा बल, थोड़े समय के लिए लागू होने पर, वस्तु के संवेग में बड़ा परिवर्तन लाता है। आवेग (Impulse) बल और समय का गुणनफल है (Impulse = F * Δt), जो संवेग में परिवर्तन के बराबर होता है। इसलिए, यह संवेग के नियम से सबसे अधिक संबंधित है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: कीटों में ‘प्रो-विंग’ (pro-wing) से क्या तात्पर्य है?
- (a) वयस्क पंख (Adult wings)
- (b) लार्वा पंख (Larval wings)
- (c) प्यूपा चरण के पंख (Wings in the pupal stage)
- (d) अविकसित पंख (Undeveloped wings)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ‘प्रो-विंग’ शब्द उन प्रारंभिक संरचनाओं को संदर्भित करता है जो बाद में पंखों में विकसित होती हैं।
व्याख्या (Explanation): विकास के दौरान, पंख पहले छोटी कलियों के रूप में दिखाई देते हैं जिन्हें ‘प्रो-विंग’ या ‘विंग-डिम’ (wing-dim) कहा जाता है। ये वयस्क अवस्था में पूर्ण विकसित पंखों में विकसित होते हैं। यह शब्द मुख्य रूप से कीटों के भ्रूणविज्ञान (embryology) या विकास जीव विज्ञान (developmental biology) के संदर्भ में प्रयोग किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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प्रश्न: रोबोट को गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव को कम करने के लिए या उसके चारों ओर प्रभावी ढंग से नेविगेट करने के लिए किस प्रकार की नियंत्रण प्रणाली (control system) की आवश्यकता होती है?
- (a) गुरुत्वाकर्षण नियंत्रण (Gravitational control)
- (b) जड़त्वीय नेविगेशन (Inertial Navigation)
- (c) घूर्णी स्थिरीकरण (Rotational Stabilization)
- (d) प्रतिक्रिया नियंत्रण (Reactive Control)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम (INS) गति, दिशा और अभिविन्यास में परिवर्तन को मापने के लिए एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप (gyroscopes) का उपयोग करता है, जिससे बाहरी संदर्भों पर निर्भर हुए बिना स्थिति का अनुमान लगाया जा सकता है।
व्याख्या (Explanation): जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम रोबोट को उसके अपने गतिकी (kinematics) को ट्रैक करके गुरुत्वाकर्षण और अन्य बाहरी प्रभावों के बावजूद उसकी स्थिति और अभिविन्यास को समझने में मदद करता है। यह विशेष रूप से उड़ान भरने वाले या हवाई रोबोट के लिए महत्वपूर्ण है जो बाहरी वातावरण पर सीधे निर्भर नहीं रहना चाहते।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रश्न: कीटों के जीवन चक्र में ‘प्यूपा’ (pupa) अवस्था का मुख्य उद्देश्य क्या है?
- (a) भोजन करना और बढ़ना (Feeding and growing)
- (b) प्रजनन (Reproduction)
- (c) कायापलट (Metamorphosis)
- (d) पलायन (Migration)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कायापलट (Metamorphosis) एक जैविक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक पशु अपने शरीर की संरचना में परिवर्तन से गुजरता है। प्यूपा अवस्था पूर्ण कायापलट (complete metamorphosis) का एक मध्यवर्ती चरण है।
व्याख्या (Explanation): प्यूपा अवस्था में, लार्वा का शरीर पुनर्गठित होता है और वयस्क कीट के रूप में विकसित होता है। यह अवस्था अक्सर अक्रिय होती है और इसमें महत्वपूर्ण ऊतक परिवर्तन (histolysis और histogenesis) होते हैं। यह रोबोट के निर्माण से तुलना की जा सकती है जहां जटिल परिवर्तन हो रहे होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रश्न: रोबोटिक कलाबाजी में ‘पिच’ (pitch) का क्या अर्थ है?
- (a) रोबोट का आगे-पीछे झुकना (Tilting forward and backward)
- (b) रोबोट का दाएं-बाएं झुकना (Tilting right and left)
- (c) रोबोट का अपनी धुरी पर घूमना (Rotating on its axis)
- (d) रोबोट का ऊपर-नीचे जाना (Moving up and down)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विमानन और रोबोटिक्स में, ‘पिच’ (pitch) एक घूर्णी गति है जो क्षैतिज अक्ष (horizontal axis) के चारों ओर होती है।
व्याख्या (Explanation): जब कोई रोबोट आगे-पीछे झुकता है (जैसे कि हवा में गोता लगाना या ऊपर उठना), तो उसे ‘पिच’ गति कहा जाता है। ‘रोल’ (roll) दाएं-बाएं झुकना है, और ‘यॉ’ (yaw) अपनी धुरी पर घूमना है। कलाबाजी में, रोबोट को इन सभी गतियों का सटीक नियंत्रण चाहिए।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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प्रश्न: कीटों में ‘डायपॉज़’ (diapause) क्या है?
- (a) एक प्रकार की उड़ान (A type of flight)
- (b) एक विशेष प्रकार का प्रजनन (A special type of reproduction)
- (c) एक निष्क्रिय अवस्था (A dormant state)
- (d) एक विकासवादी अनुकूलन (An evolutionary adaptation)
उत्तर: (c)हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): डायपॉज़ कुछ अकशेरूकीय जीवों (invertebrates) में एक अवधि के लिए विकास की दर में कमी या रुकावट है, जो अनुकूल परिस्थितियों की प्रतीक्षा में होती है।
व्याख्या (Explanation): डायपॉज़ एक प्रकार की सुप्त अवस्था (dormancy) है जो अक्सर पर्यावरणीय परिस्थितियों (जैसे ठंड, सूखा, भोजन की कमी) के जवाब में होती है। यह कीटों को प्रतिकूल मौसम से बचने और अनुकूल समय आने पर सक्रिय होने में मदद करता है। यह एक प्रकार का रक्षात्मक या अस्तित्ववादी तंत्र है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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