IGNOU BPHCT 131 SOLVED ASSIGNMENT

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BPHCT 131: Mechanics

Title Name	IGNOU BPHCT 131 SOLVED ASSIGNMENT
Type	Soft Copy (E-Assignment) .pdf
University	IGNOU
Degree	BACHELOR DEGREE PROGRAMMES
Course Code	BSCG
Course Name	Bachelor of Science
Subject Code	BPHCT 131
Subject Name	Mechanics
Year	2026
Session	-
Language	English Medium
Assignment Code	BPHCT 131/Assignment-1/2026
Product Description	Assignment of BSCG (Bachelor of Science) 2026. Latest BPHCT 131 2026 Solved Assignment Solutions
Last Date of IGNOU Assignment Submission	Last Date of Submission of IGNOU BEGC-131 (BAG) 2025-26 Assignment is for January 2026 Session: 30th September, 2026 (for December 2025 Term End Exam). Semester Wise January 2025 Session: 30th March, 2026 (for June 2026 Term End Exam). July 2025 Session: 30th September, 2025 (for December 2025 Term End Exam).
Format	Ready-to-Print PDF (.soft copy)

📅 Important Submission Dates

January 2026 Session: 31st March, 2026
July 2026 Session: 30th September, 2026
January 2026 Session: 31st March, 2026
July 2026 Session: 30th September, 2026

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Included:

BPHCT 131 2025 - English

Tutor Marked Assignment

MECHANICS

Course Code: BPHCT-131

Assignment Code: BPHCT-131//TMA/2025 Max.

Marks: 100

Note: Attempt all questions. The marks for each question are indicated against it.

PART A

1. a) Determine the torque about the point (0, 1, 1) due to a force $vec{F}=2hat{i}-hat{j}+hat{k}$ being exerted at the point (4, 2, 3).

b) Given two vector functions $vec{a}(t)=(t^{3}-t)hat{j}+2t^{2}hat{k}$ and $vec{b}(t)=(7-t^{2})hat{i}+(4+6t)hat{j}-(6t^{3})hat{k}$ ,determine the derivative of $vec{a}.vec{b}(t)$ at t=1.

2. Solve the following ordinary differential equations:

a) $left(2yx^{2}+4 ight)frac{dy}{dx}+left(2y^{2}-3 ight)=0$

b) $frac{d^{2}y}{dx^{2}}-6frac{dy}{dx}+13y=0$ for y(o) = 2, $yleft(frac{pi}{4} ight)=3$ .

3. a) A box of mass 10 kg is being pulled on the floor by a mass-less rope with a force of 100 N at an angle of 60⁰to the horizontal. What is the acceleration of the box if the coefficient of kinetic friction between the floor and the box is ^uk = 0.25? Take g = 10 ms^-2

b) A ball having a mass of 0.5 kg is moving towards the east with a speed of velocity 6.0 ms^-1. After being hit by a bat it changes its direction and starts moving towards the north with a speed of 5.0 ms-1. If the time of impact is 0.1 s, calculate the impulse and average force acting on the ball.

c) A block of mass 5.0 kg starts from rest and slides down a surface which corresponds to a quarter of a circle of 3.0 m radius. (i) If the curved surface is smooth, find the speed at the bottom. (ii) If the speed at the bottom is 2.0 ms^-1, calculate the energy dissipated due to friction in the descent. (iii) After the block reaches the horizontal with a speed of 2.0 ms-1it slides to a stop in a distance of 1.5 m. calculate the frictional force acting on the horizontal surface. Take g= 10 ms ^-2

d) A small satellite is in a circular orbit around a planet at a distance of 4.0 x 10 ⁸m from the centre of the planet. The orbital speed of the satellite is 200 ms-1 What is the mass of the planet?

PART B

4. a) A solid cylinder of mass 3.0 kg and radius 1.0 m is rotating about its axis with a speed of 40 rad s^-1. Calculate the torque which must be applied to bring it to rest in 10s. What would be the power required?

b) A proton undergoes a head on elastic collision with a particle of unknown mass Initially at rest and rebounds with 16/25 of its initial kinetic energy. Calculate the ratio of the mass of the unknown particle with respect to the mass of the proton.

c) The planet Jupiter has an elliptical orbit e =.05 and a semi major axis of 7.8 x 10¹¹ m . Find the energy of the planet and the perihelion and aphelion distances.

5. a) A simple harmonic oscillator has amplitude 15 cm and it completes 100 oscillations in 50 s. (i) Calculate its time period and angular frequency. (ii) If the initial phase is π/2, write expressions for its displacement and velocity. (iii) Calculate the values of maximum velocity and acceleration.

b) For a damped harmonic oscillation, the equation of motion is

$m frac{d^{2}x}{dt^{2}}+yfrac{dx}{dt}+kx=0$

with m = 0.25kg, y= 0.05kgs^-1and 70Nm^-1 Calculate (i) the period of motion, (ii) number of oscillations in which its amplitude will become half of its initial value, and (iii) the number of oscillations in which its mechanical energy will drop to half of its initial value.

c) The equation of transverse wave on a rope is

y(x, t) = 10 sin (6.0t − 0.05x)

where y and x are measured in cm and t is expressed in second. Calculate the maximum speed of a particle on the rope.

BPHCT 131 (January 2026 - July 2026) - ENGLISH

Tutor Marked Assignment
MECHANICS

Course Code: BPHCT-131
Assignment Code: BPHCT-131//TMA/2026
Max. Marks: 100

Note: Attempt all questions. The marks for each question are indicated against it.

PART A
1. a) Three vectors $\mathbf{\vec{a}}$ , $\mathbf{\vec{b}}$ and $\mathbf{\vec{c}}$ satisfy the condition $\mathbf{\vec{a}} + \mathbf{\vec{b}} + \mathbf{\vec{c}} = \mathbf{\vec{0}}$ . If $|\mathbf{\vec{a}}| = 4, |\mathbf{\vec{b}}| = 2$ and $|\mathbf{\vec{c}}| = 3$ determine the value of $\mathbf{\vec{a}} \cdot \mathbf{\vec{b}} + \mathbf{\vec{b}} \cdot \mathbf{\vec{c}} + \mathbf{\vec{c}} \cdot \mathbf{\vec{a}}$ . (5)

b) A curve is described by the following parametric equations
$x = 2 \cos t, y = 2 \sin t, z = \cos(3t)$
Determine the unit tangent vector to the curve at the point $t = \frac{\pi}{2}$ .

2. Solve the following ordinary differential equations:
a) $(x + 1) \frac{dy}{dx} = (2e^{-y} - 1); \text{ } y(0) = 1$
b) $\frac{d^2y}{dx^2} + 11 \frac{dy}{dx} + 24y = 0$

3. a) The maximum speed with which a $1000\text{ kg}$ car can make a turn in a circular path is $15.0\text{ ms}^{-1}$ . The radius of the circle in which the car is turning is $30.0\text{ m}$ . Determine the force of friction being exerted upon the car and the coefficient of friction between the car and the road. Take $g = 10.0\text{ms}^{-1}$ .

b) An $80\text{ Kg}$ person jumping from a height of $5.0\text{ m}$ hits the ground with a speed of nearly $10.0\text{ ms}^{-1}$ . Calculate the impulse experienced by the person during the collision with ground and the average force exerted on the person, if the collision with the ground lasts for $0.1\text{ s}$ .

c) A girl of mass $30\text{ kg}$ stands in an elevator. Obtain the force which the floor of the lift exerts on the girl
i) when the lift has an upward acceleration of $4.0\text{ ms}^{-2}$ ; ii) when the lift is rising at constant speed and iii) when the lift has a downward acceleration of $3.0\text{ ms}^{-2}$ . Draw the free body diagram. Take $g = 10\text{ ms}^{-2}$ .

d) A block of mass $4.0\text{ kg}$ is moved up from the base a rough inclined plane making an angle of $30^\circ$ with the horizontal with initial speed $8.0\text{ ms}^{-1}$ . The coefficient of kinetic friction between the block and the plane is 0.2. Calculate
i) the maximum distance the block travels up the incline before coming to rest.
ii) the speed of the block when it returns to the base of the inclined plane.
iii) the energy lost over the entire motion. Take $g = 10\text{ ms}^{-2}$ .

PART B

4. a) A uniform disk of mass $6.0\text{ kg}$ and radius $0.5\text{m}$ is initially at rest on a frictionless vertical axle. A constant tangential force of $12\text{ N}$ is applied at the edge of the disk for $4.0\text{ s}$ . Determine the i) the angular acceleration of the disk ii) the angular speed after $4\text{s}$ iii) the angular momentum of the disk after $4\text{s}$ , and iv) the rotational kinetic energy after $4\text{s}$ .

b) A particle A of mass $2.0\text{ kg}$ moving along the x-axis with speed $5.0\text{ ms}^{-1}$ collides elastically with a particle B of equal mass which is initially at rest. After the collision, particle A moves at an angle of $60^\circ$ above the x-axis. Calculate the velocities of the two particles after the collision.

c) Given that the time period of Halley's comet is $75.3\text{ years}$ , calculate the length of its semi-major axis. If the perihelion distance of the orbit is $0.88 \times 10^{11}\text{ m}$ , calculate the aphelion distance.

5. a) An object undergoes SHM with frequency $f = 0.50\text{ Hz}$ . The initial displacement is $0.05\text{ m}$ and the initial velocity is $2.5\text{ ms}^{-1}$ . Calculate the amplitude, maximum velocity and maximum acceleration of the object.

b) Two collinear harmonic oscillations, each of frequency $\omega_0$ , have amplitudes, a₁ and a₂ and initial phases, $\phi_1 = \frac{\pi}{3}$ and $\phi_2 = \frac{4\pi}{3}$ , respectively. Show that, when these oscillations are superposed, the amplitude of the resultant motion is equal to (a₁ - a₂). What will be the value of the resultant amplitude when $\phi_1 = \frac{\pi}{3}$ and $\phi_2 = \frac{7\pi}{3}$ .

c) Restoring and frictional forces of magnitudes kx and $\gamma \frac{dx}{dt}$ , respectively act simultaneously on an object of mass $0.2\text{ kg}$ attached to a spring. Under the influence of these forces, the mass oscillates with a frequency $1.5\text{ Hz}$ and its amplitude reduces to half in $4.0\text{ s}$ . Calculate the damping constant $\gamma$ , the force constant k and the damping factor b. Also write the differential equation for the system.

d) A progressive wave is described by
$$y(x,t) = (2) \sin \left[ 800\pi t - \frac{\pi x}{30} \right] \text{cm}$ $
Determine its direction of propagation and calculate the amplitude, wave number, wavelength and frequency of the wave.

BPHCT 131 2025 - Hindi

अध्यापक जांच सत्रीय कार्य

यांत्रिकी

पाठ्यक्रम कोड: BPHCT-131

सत्रीय कार्य कोड: BPHCT-131/TMA/2025

अधिकतम अंक : 100

नोट: सभी प्रश्न हल करें। प्रत्येक प्रश्न के अंक उसके सामने दिए गए हैं।

भाग क

1. क) बिन्दु (4, 2, 3) पर लग रहे बल $vec{F}=2hat{i}-hat{j}+hat{k}$ के कारण बिन्दु (0, 1, 1) के प्रति बल आघूर्ण की गणना करें। (5)

ख) दो सदिश फलनों $vec{a}(t)=(t^{3}-t)hat{i}+(3t+4)hat{j}+2t^{2}hat{k}$ और $vec{b}(t)=(7-t^{2})hat{i}+(4+6t)hat{j}-(6t^{3})hat{k},$ के लिए t = 1 पर $vec{a}(t).vec{b}(t)$ का अवकलज ज्ञात करें।

2. निम्नलिखित साधारण अवकल समीकरणों का हल प्राप्त करें :

क) $left(2yx^2+4 ight)frac{dy}{dx}+left(2y^2x-3 ight)=0$

ख) $frac{d^{2}y}{dx^{2}}-6frac{dy}{dx}+13y=0,quad y(0)=2,quad yleft(frac{pi}{4} ight)=3$ के लिए।

3. क) द्रव्यमान 10 kg वाले एक बक्से को फर्श पर द्रव्यमानहीन रस्सी द्वारा क्षैतिज से 60° के कोण पर 100 N के बल से खींचा जाता है। यदि फर्श और बक्से के बीच गतिक घर्षण गुणांक µε = 0.25 हो तो बक्से के त्वरण की गणना करें। g = 10ms^-2 लें ।

ख) द्रव्यमान 0.5 kg वाली एक गेंद 6.0 ms ^-1 की चाल से पूर्व दिशा की ओर गतिमान है। बल्ले से मारे जाने पर वह अपनी दिशा बदलती है और 5.0 ms ^-1 की चाल से उत्तर दिशा में गतिमान हो जाती है। यदि टक्कर की अवधि 0.1s हो, तो आवेग और गेंद पर लगने वाला औसत बल परिकलित करें।

ग) द्रव्यमान 5.0 kg का एक खण्ड विरामावस्था से प्रारंभ करके एक सतह पर नीचे फिसलता है। उस सतह का आकार 3.0m त्रिज्या वाले वृत्त के चतुर्थांश जैसा है। (i) यदि वक्राकार सतह चिकनी हो तो सतह के निम्नतम बिंदु पर खण्ड के चाल की गणना करें। (ii) यदि सतह के निम्नतम बिंदु पर खण्ड की चाल 2.0 ms ^-1 हो तो जब वह नीचे फिसलता है तो घर्षण के कारण कितनी ऊर्जा का क्षय होता है? (iii) जब खण्ड क्षैतिज सतह पर 2.0 ms ^-1 की चाल से पहुंचता है, तो वह निम्नतम बिंदु से 1.5m की दूरी तय करने के बाद रुक जाता है। खण्ड के कारण क्षैतिज सतह पर लग रहा घर्षण बल ज्ञात करें। g = 10ms -²लें ।

घ) एक ग्रह के केंद्र से दूरी 4.0 × 10⁸ m पर एक छोटा उपग्रह ग्रह के चारों ओर वृत्ताकार कक्षा में परिक्रमा कर रहा है। उपग्रह की कक्षीय चाल 200 ms ^-1है। ग्रह का द्रव्यमान क्या है?

भाग ख

4. क) द्रव्यमान 3.0 kg और 1.0 m त्रिज्या वाला एक ठोस बेलन अपने अक्ष के प्रति 40 rad s^-1की चाल से घूर्णन कर रहा है। 10s में उसे विरामस्थ करने के लिए कितने बल आघूर्ण की आवश्यकता होगी? इसमें कितनी शक्ति का प्रयोग होगा?

ख) एक प्रोटॉन का अज्ञात द्रव्यमान वाले एक कण के साथ सीधा प्रत्यास्थ संघट्टन होता है, जो आरंभ में विरामावस्था में है। संघट्टन के बाद लौटने पर प्रोटॉन की गतिज ऊर्जा उसकी आरंभिक गतिज ऊर्जा का 16/25 भाग है। अज्ञात द्रव्यमान और प्रोटॉन के द्रव्यमान का अनुपात ज्ञात करें।

ग) बृहस्पति की दीर्घवृत्तीय कक्षा के लिए 0.05 है और अर्ध-दीर्घ अक्ष 7.8×10^¹¹m है। ग्रह की ऊर्जा तथा रविनीच और रविउच्च बिंदुओं की दूरियां ज्ञात करें।

(i) इस दोलक का आवर्तकाल और कोणीय आवृत्ति परिकलित करें। (ii) यदि इस दोलक की

5. क) एक सरल आवर्त दोलक का आयाम 15 cm है और यह 50s में 100 दोलन पूरे करता है। प्रारंभिक कला $pi$ /2 है तो इसके विस्थापन और वेग के लिए व्यंजक लिखें। (iii) इसके वेग तथा त्वरण का अधिकतम मान परिकलित करें।

ख) किसी अवमंदित आवर्त दोलक का गति समीकरण निम्नलिखित है :

$mfrac{d^{2}x}{dt^{2}}+yfrac{dx}{dt}+kx=0$

जहां m = 0.25kg, y = 0.05kgs^-1तथा k = 70Nm 1 है। (i) दोलन काल, (ii) दोलनों की संख्या जिसके बाद आयाम का मान उसके आरंभिक मान का आधा रह जाता है, (iii) दोलनों की संख्या जिसके बाद दोलक की यांत्रिक ऊर्जा का मान उसके आरंभिक मान का आधा रह जाता है, परिकलित करें।

ग) किसी तार पर अनुप्रस्थ तरंग का व्यंजक है :

y(x, t) = 10 sin (6.0t - 0.05x)

जहां y तथा x cm में तथा सेकंड में हैं। तार के किसी कण की अधिकतम चाल परिकलित करें।

BPHCT 131 (January 2026 - July 2026) - HINDI

अध्यापक जांच सत्रीय कार्य
यांत्रिकी

पाठ्यक्रम कोड : BPHCT-131
सत्रीय कार्य कोड : BPHCT-131/TMA/2026
अधिकतम अंक : 100

नोट : सभी प्रश्न हल करें। प्रत्येक प्रश्न के अंक उसके सामने दिए गए हैं।

भाग क

1. क) तीन सदिश $\vec{a}$ , $\vec{b}$ और $\vec{c}$ प्रतिबंध $\vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}$ को संतुष्ट करते हैं। यदि $|\vec{a}| = 4, |\vec{b}| = 2$ और $|\vec{c}| = 3$ तो $\vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a}$ का मान ज्ञात करें। (5)

ख) एक वक्र को निम्नलिखित प्राचलिक समीकरणों (parametric equations) द्वारा निरूपित किया जाता है :
$x = 2 \cos t, y = 2 \sin t, z = \cos(3t)$
बिन्दु $t = \frac{\pi}{2}$ पर इस वक्र पर एकक स्पर्शी सदिश ज्ञात करें।

2. निम्नलिखित साधारण अवकल समीकरणों का हल प्राप्त करें :
क) $(x+1) \frac{dy}{dx} = (2e^{-y} - 1)$ ; $y(0) = 1$ के लिए।
ख) $\frac{d^2y}{dx^2} + 11 \frac{dy}{dx} + 24y = 0$

3. क) द्रव्यमान $1000\text{ kg}$ की एक कार वर्तुल पथ पर $15.0\text{ ms}^{-1}$ की अधिकतम चाल से मुड़ सकती है। कार जिस वृत्त में मुड़ती है, उसकी त्रिज्या $30.0\text{ m}$ है। कार पर लग रहा घर्षण बल और कार और सड़क के बीच घर्षण गुणांक प्राप्त करें। $g = 10.0\text{ms}^{-1}$ लें।

ख) द्रव्यमान $80\text{ kg}$ का एक व्यक्ति, $5.0\text{ m}$ की ऊंचाई से कूदता है और लगभग $10\text{ ms}^{-1}$ की चाल से जमीन पर गिरता है। यदि व्यक्ति के जमीन से टकराने का समयांतराल 0.1 सेकंड हो, तो जमीन से संपर्क के दौरान व्यक्ति द्वारा अनुभव किया गया आवेग और उस पर लगने वाले औसत बल की गणना करें ।

ग) द्रव्यमान $30\text{ kg}$ वाली एक बच्ची लिफ्ट में खड़ी है। बच्ची पर लिफ़्ट के फर्श द्वारा लगाया गया बल प्राप्त करें जब i) लिफ़्ट का ऊपर की ओर त्वरण $4.0\text{ms}^{-2}$ हो ii) लिफ़्ट ऊपर की और अचर चाल से चल रही हो, और iii) लिफ़्ट का नीचे की ओर त्वरण $3.0\text{ms}^{-2}$ हो। बल-निर्देशांक आरेख भी खींचें। $g = 10.0\text{ms}^{-1}$ लें।

घ) द्रव्यमान $4.0\text{ kg}$ के एक खंड को एक खुरदरे नत तल पर, आधार से $8.0\text{ ms}^{-1}$ की प्रारंभिक चाल से ऊपर की ओर गतिमान किया जाता है। नत ताल क्षैतिज के साथ $30^\circ$ का कोण बनाती है। खंड और नत तल के बीच गतिक घर्षण गुणांक 0.2 है। गणना करें :
i) विराम अवस्था में आने से पहले खंड द्वारा नत तल पर तय की गई अधिकतम दूरी।
ii) नत तल के आधार पर वापस आने पर खंड की चाल।
iii) इस सम्पूर्ण गति में क्षयित ऊर्जा। $g = 10.0\text{ms}^{-1}$ लें।

भाग ख

4. क) एक घर्षणहीन ऊर्ध्वाधर धुरी पर स्थित द्रव्यमान $6.0 \text{ kg}$ और त्रिज्या $0.5 \text{ m}$ वाली एक डिस्क प्रारम्भ में विरामस्थ है। डिस्क के किनारे पर $4.0 \text{ s}$ के लिए $12 \text{ N}$ का एक अचर स्पर्शरेखीय बल लगाया जाता है। डिस्क का i) कोणीय त्वरण ii) $4.0 \text{ s}$ के बाद कोणीय चाल iii) $4.0 \text{ s}$ के बाद कोणीय संवेग, और iv) $4.0 \text{ s}$ के बाद घूर्णी गतिज ऊर्जा ज्ञात करें।

ख) $2.0 \text{ kg}$ द्रव्यमान का एक कण A, x-अक्ष के अनुदिश $5.0 \text{ ms}^{-1}$ के चाल से गतिमान है और समान द्रव्यमान के एक विरामस्थ कण B से प्रत्यास्थ संघट्टन करता है। संघट्टन के बाद, कण A x-अक्ष से ऊपर $60^\circ$ के कोण पर गति करता है। संघट्टन के बाद दोनों कणों की चालों की गणना करें।

ग) यदि हैली पुच्छल तारे का आवर्तकाल 75.3 वर्ष हो, तो उसके अर्ध-दीर्घ अक्ष की लंबाई ज्ञात करें। यदि कक्षा के रविनीच दूरी का मान $0.88 \times 10^{11} \text{ m}$ है, तो रविउच्च दूरी के मान की गणना करें।

5. क) एक पिंड सरल आवर्त गति करता है जिसकी आवृत्ति, $f = 0.50 \text{ Hz}$ , प्रारंभिक विस्थापन $0.05 \text{ m}$ तथा प्रारंभिक वेग $2.5 \text{ ms}^{-1}$ है। पिंड के दोलन का आयाम, अधिकतम वेग तथा अधिकतम त्वरण परिकलित करें।

ख) दो संरेख आवर्ती दोलनों की आवृत्ति $\omega_0$ है तथा उनके आयाम a₁ एवं a₂ और प्रारंभिक कलाएं क्रमशः $\phi_1 = \frac{\pi}{3}$ एवं $\phi_2 = \frac{4\pi}{3}$ हैं। सिद्ध करें कि यदि इन दोलनों को अध्यारोपित किया जाए तो परिणामी गति का आयाम (a₁ - a₂) होगा। यदि $\phi_1 = \frac{\pi}{3}$ एवं $\phi_2 = \frac{7\pi}{3}$ हो तो परिणामी आयाम का मान क्या होगा?

ग) एक कमानी से लटके $0.2 \text{ kg}$ द्रव्यमान वाले पिंड पर क्रमशः kx एवं $\gamma \frac{dx}{dt}$ परिमाण के प्रत्यानयन एवं घर्षण बल एक साथ कार्यरत हैं। इन बलों के प्रभाव में द्रव्यमान $1.5 \text{ Hz}$ आवृत्ति के दोलन करता है और दोलन आयाम $4.0 \text{ s}$ में आधा हो जाता है। बल नियतांक k, अवमंदन नियतांक $\gamma$ तथा अवमंदन गुणक b के मान परिकलित करें तथा निकाय का अवकल समीकरण लिखें। (4+2+2+2)

घ) एक प्रगामी तरंग को नीचे दिए गए समीकरण द्वारा निरूपित किया जाता है :
$$y(x, t) = (2) \sin\left[ 800 \pi t - \frac{\pi x}{30} \right] \text{ cm}$ $
इस तरंग की संचरण दिशा निर्धारित करें तथा इसका आयाम, तरंग संख्या, तरंगदैर्घ्य एवं आवृत्ति परिकलित करें।

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