योग्य उत्तर: पर्याय ३ (केवळ a आणि c)
सविस्तर स्पष्टीकरण:
•
विधान a योग्य आहे:
•
जेव्हा एखादा अंतराळवीर पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या उपग्रहात असतो, तेव्हा उपग्रह आणि अंतराळवीर दोघेही एकाच गुरुत्वीय प्रवेग ($g$) अंतर्गत पृथ्वीच्या दिशेने मुक्त पतनात (Free Fall) असतात.
•
उपग्रहाचा तळ अंतराळवीरावर कोणतीही प्रतिक्रियात्मक प्रयुक्त बल (Normal Reaction Force) लावत नाही, म्हणजेच $N = 0$. तळातून प्रतिक्रिया बल न मिळाल्यामुळे अंतराळवीराला भारहीनता (Weightlessness) जाणवते.
•
विधान c (MPSC उत्तरतालिकेनुसार):
•
MPSC च्या अधिकृत अंतिम उत्तरतालिकेनुसार विधान a आणि c या दोन्ही कारणांचा समावेश करून पर्याय ३ बरोबर देण्यात आला आहे.
⚠️ टीप / प्रश्न व उत्तरतालिका स्पष्टीकरण:
भौतिकशास्त्राच्या शास्त्रीय सिद्धांतानुसार, उपग्रहातील अंतराळवीरावर पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण बल पूर्णपणे शून्य नसते; किंबहुना हेच गुरुत्वाकर्षण बल उपग्रहाला कक्षेत फिरण्यासाठी आवश्यक ते अभिकेंद्री बल (Centripetal Force) पुरवते. भारहीनतेचे खरे कारण म्हणजे 'मुक्त पतन' (Free Fall) असून पृष्ठभागाची सामान्य प्रतिक्रिया शून्य ($N = 0$) होणे हे आहे. मात्र, आयोगाच्या अधिकृत उत्तरतालिकेत पर्याय ३ (केवळ a आणि c) वैध मानला गेला आहे.
कक्षेत फिरणाऱ्या उपग्रहातील भारहीनता ही गुरुत्वाकर्षणाचा अभाव दर्शवत नाही, तर सामान्य प्रतिक्रिया बल ($N$) शून्य झाल्यामुळे जाणवणारे 'भासमान वजन' (Apparent Weight = 0) दर्शवते. लिफ्टची दोरी तुटल्यावर लिफ्टमधील प्रवाशाला जाणवणारी भारहीनता हे याचेच व्यावहारिक उदाहरण आहे.
translate
English Explanation / स्पष्टीकरण:
Correct Answer: Option 3 (Only a and c)
Detailed Explanation:
•
Statement a is correct:
•
An astronaut in an orbiting satellite and the satellite itself are both in a state of continuous free fall towards the Earth with identical gravitational acceleration.
•
Because they accelerate together, the satellite floor exerts zero normal reaction force on the astronaut ($N = 0$). The sensation of weight is due to the normal contact force from a supporting surface; when $N = 0$, the astronaut experiences apparent weightlessness.
•
Statement c (As per MPSC Answer Key):
•
In the official MPSC Rajyaseva 2019 answer key, statements a and c were accepted together, making Option 3 the official answer.
⚠️ Note / Question & Answer Key Clarification:
Scientifically, gravitational force is not zero in orbit; in fact, Earth's gravity provides the necessary centripetal force ($F = G M m / r^2$) keeping the satellite in orbit. The true physical cause of weightlessness is continuous free fall resulting in zero normal reaction force ($N = 0$). However, candidate answers must align with the MPSC official key which designated Option 3 (Only a and c).
Weightlessness in an orbital spacecraft is an absence of apparent weight ($W_{app} = m(g - a) = 0$), not an absence of gravity. A classic analogy frequently tested is a freely falling elevator where the weighing machine reads zero because the normal contact force is zero.
