कार्य शक्ति ऊर्जा MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Work Power Energy - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर विकल्प 4 अर्थात् सबसे उच्चतम बिंदु पर है।

Key Points

• जब किसी वस्तु (गेंद) को ऊपर की ओर फेंका जाता है तो उसका वेग कम हो जाएगा क्योंकि गुरुत्वाकर्षण की कमी के कारण वह ऊपर की ओर जाता है।
• तो इसकी गतिज ऊर्जा ऊपर की ओर बढ़ने के साथ कम होती जाएगी। लेकिन ऊपर की ओर बढ़ने पर इसकी स्थितिज ऊर्जा बढ़ जाएगी।
• जब वस्तु सबसे उच्चतम बिंदु तक पहुंचती है तो गतिज ऊर्जा शून्य और स्थितिज ऊर्जा अधिकतम होती है।
• जमीन पर गिरने से ठीक पहले इसकी गतिज उर्जा अधिकतम होगी। 

सही उत्तर है: क्षेत्र की वायु की गति पर निर्भर करता है।

Key Points

•  पवनचक्की​
  • पवन टरबाइन वायु की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित कर देते हैं।
  • गतिज ऊर्जा, ऊर्जा का एक रूप है जो किसी वस्तु या कण में उसकी गति के कारण होती है।
  • गतिमान कोई भी वस्तु गतिज ऊर्जा का उपयोग कर रही है।
  • पवन टरबाइन पवनचक्की का आधुनिक संस्करण हैं।
  • सीधे शब्दों में कहें तो, वे बिजली बनाने के लिए हवा की शक्ति का उपयोग करते हैं।
  • गतिज ऊर्जा की इकाइयाँ गति के वर्ग का द्रव्यमान गुना या kg · m 2 /s 2 kg · m 2 /s 2 होती हैं।
  • नवीकरणीय संसाधनों में सौर ऊर्जा, हवा, गिरता जल, पृथ्वी की ऊष्मा (भूतापीय), पौधों की सामग्री (बायोमास), लहरें, समुद्री धाराएँ, महासागरों में तापमान का अंतर और ज्वार की ऊर्जा शामिल हैं।​

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Additional Information

•  नवीकरणीय संसाधन
  • नवीकरणीय ऊर्जा उन संसाधनों से बनी होती है जो ईंधन स्रोतों पर निर्भर होते हैं जो थोड़े समय में खुद को बहाल कर लेते हैं और कम नहीं होते हैं।
  • दूसरे शब्दों में, ये ऊर्जा के ऐसे स्रोत हैं जो ख़त्म नहीं होते।
  • पवनचक्की इसका एक सामान्य उदाहरण है।
  • नवीकरणीय ऊर्जा का दोहन करने के कई तरीके हैं।
  • कुछ सबसे आम स्रोतों में सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा, भूतापीय ऊर्जा, जल ऊर्जा, जैव-ऊर्जा और ज्वारीय और तरंग ऊर्जा शामिल हैं।
  • इनमें से प्रत्येक स्रोत थोड़े समय में स्वयं को पुनर्स्थापित करता है, और प्रत्येक आम तौर पर अप्रदूषणकारी होता है।
  • हालाँकि, प्रत्येक प्रकार के साथ चुनौतियाँ जुड़ी हुई हैं, और हर क्षेत्र में कोई एक स्रोत उपलब्ध नहीं है।

सही उत्तर I × V है।

Key Points 

• विद्युत परिपथ में शक्ति P $P$ की गणना सूत्र $P = I \times V$ का उपयोग करके की जाती है, जहाँ I $I$ धारा है और V $V$ वोल्टेज है।
• यह सूत्र उस दर का प्रतिनिधित्व करता है जिस पर विद्युत ऊर्जा को ऊर्जा के किसी अन्य रूप में परिवर्तित किया जाता है।
• शक्ति की इकाई वाट (W) है, जहाँ 1 वाट 1 वोल्ट के विभवांतर से होकर बहने वाली 1 एम्पीयर धारा के बराबर है।
• यह संबंध ओम के नियम और भौतिकी में शक्ति की परिभाषा से प्राप्त होता है।

Additional Information 

• ओम का नियम
  • ओम का नियम बताता है कि V=I×R $V = I \times R$ , जहाँ V $V$ वोल्टेज है, I $I$ धारा है, और R $R$ प्रतिरोध है।
  • यह मौलिक सिद्धांत विद्युत परिपथों के विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है।
• वाट
  • वाट (W) शक्ति की SI इकाई है।
  • इसे एक जूल प्रति सेकंड के रूप में परिभाषित किया गया है।
• विद्युत ऊर्जा
  • विद्युत ऊर्जा विद्युत स्थितिज ऊर्जा या गतिज ऊर्जा से प्राप्त ऊर्जा है।
  • इसका उपयोग विभिन्न उपकरणों और प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है।
• प्रतिरोधक परिपथों में शक्ति
  • शुद्ध रूप से प्रतिरोधक परिपथों में, शक्ति का क्षय विशुद्ध रूप से प्रतिरोध के कारण होता है।
  • ऐसे मामलों में P=I2×R $P = I^2 \times R$ शक्ति सूत्र का भी उपयोग किया जा सकता है।

सही उत्तर यांत्रिक ऊर्जा है।

Key Points

• एक विद्युत मोटर एक ऐसी युक्ति है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
• रूपांतरण प्रक्रिया में वैद्युतचुंबकीय प्रेरण का उपयोग शामिल है, जहाँ एक कुंडली से गुजरने वाली विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है।
• यह चुंबकीय क्षेत्र मोटर में चुंबक के साथ अन्योन्य क्रिया करता है, एक बल बनाता है जो मोटर के रोटर को घुमाता है।
• घूमने वाला रोटर तब यांत्रिक कार्य करता है, जैसे कि पंखे के ब्लेड को घुमाना या कार चलाना।
• विद्युत मोटर का व्यापक रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जिसमें घरेलू उपकरण, औद्योगिक मशीनरी और विद्युत वाहन शामिल हैं।

Additional Information

• इलेक्ट्रॉन ऊर्जा
  • इलेक्ट्रॉन ऊर्जा अपनी स्थिति या गति के कारण एक इलेक्ट्रॉन द्वारा रखी गई ऊर्जा को संदर्भित करती है।
  • इस प्रकार की ऊर्जा सीधे विद्युत मोटर के कार्य से संबंधित नहीं है।
• चुंबकीय ऊर्जा
  • चुंबकीय ऊर्जा एक चुंबकीय क्षेत्र में सँचित ऊर्जा है।
  • यद्यपि विद्युत मोटर चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं, लेकिन वे विद्युत ऊर्जा को चुंबकीय ऊर्जा में नहीं, बल्कि यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
• नाभिकीय ऊर्जा
  • नाभिकीय ऊर्जा नाभिकीय विखंडन या संलयन के दौरान विमुक्त ऊर्जा है।
  • इस प्रकार की ऊर्जा का उपयोग विद्युत मोटरों द्वारा नहीं किया जाता है।

सही उत्तर है mgH की मात्रा से बढ़ जाती है।

मुख्य बिंदु

• स्थितिज ऊर्जा (PE) वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु को किसी संदर्भ बिंदु, अक्सर पृथ्वी के सापेक्ष उसकी स्थिति के कारण प्राप्त होती है।
• जब m द्रव्यमान के एक पिंड को गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध H ऊँचाई तक उठाया जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण बल के विरुद्ध किया गया कार्य स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत होता है।
• गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा का सूत्र PE = m * g * H है, जहाँ g गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (पृथ्वी पर लगभग 9.8 m/s²) है।
• इस प्रकार, m द्रव्यमान के एक पिंड को H ऊँचाई तक उठाने से उसकी स्थितिज ऊर्जा m * g * H के बराबर मात्रा से बढ़ जाती है।

अतिरिक्त जानकारी

• गुरुत्वाकर्षण बल
  • यह एक ऐसा बल है जो किसी भी दो वस्तुओं को द्रव्यमान के साथ एक-दूसरे की ओर आकर्षित करता है।
  • दो वस्तुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण बल उनके द्रव्यमान के गुणनफल के समानुपाती और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
• स्थितिज ऊर्जा
  • यह वह ऊर्जा है जो किसी पिंड को उसकी स्थिति या अवस्था के कारण प्राप्त होती है।
  • यह गतिज ऊर्जा के साथ, यांत्रिक ऊर्जा का एक रूप है।
• कार्य-ऊर्जा सिद्धांत
  • यह सिद्धांत कहता है कि किसी वस्तु पर किया गया कार्य उसकी गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है।
  • स्थितिज ऊर्जा के संदर्भ में, गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध किया गया कार्य स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत होता है।
• ऊर्जा संरक्षण
  • यह मौलिक सिद्धांत कहता है कि 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।
  • एक आदर्श प्रणाली में, कुल ऊर्जा समय के साथ स्थिर रहती है।

 12250 W सही उत्तर है। 

अवधारणा :

• शक्ति : शक्ति, प्रति यूनिट समय पर हस्तांतरित या परिवर्तित ऊर्जा की मात्रा है।
  • शक्ति की इकाई वाट या J/s है।
  • इसका विमीय सूत्र है : [M L² T^-3].

गणना :

दिया गया है: v = 700 m/s, m = 50 g = 0.05 kg, n/t = 60  गोलियां/ मिनट⇒  1 गोली/s

बंदूक द्वारा विकसित की गई शक्ति सूत्र द्वारा दी गई है -

शक्ति = किया गया कार्य / समय 

\(Power = n \times \frac{{\frac{1}{2}m{v^2}}}{t}\)

\(Power = \frac{n}{t}\; \times \frac{1}{2}m{v^2}\)

\(Power = 1 \times \frac{1}{2} \times 0.05 \times {700^2}\)

शक्ति = 12250 वाट 

अवधारणा:

विभवांतर या वोल्टेज (V) निम्न द्वारा दिया जाता है

\(V = \frac{W}{Q}\)

जहां,

W = जूल में ऊर्जा 

Q = कूलॉम में आवेश 

साथ ही 1 जूल / सेकेंड = 1 वाट 

गणना:

विभवांतर = 1.5 V

आवेश = 60 C

60 C आवेश को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा : 1.5 x 60 = 90 J

• मुक्त रूप से गिरने की अवस्था में, स्थितिज ऊर्जा, गतिज ऊर्जा (K.E) में परिवर्तित हो जाती है
• यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण के नियम के अनुसार:
• प्रारंभिक गतिज ऊर्जा = स्थितिज ऊर्जा = mgh
• अंतिम गतिज ऊर्जा = mgh₁
• गतिज ऊर्जा में परिवर्तन = mg (h-h₁)
• गतिज ऊर्जा में प्रतिशत परिवर्तन = \(\frac{{{\rm{mg}}\left( {{\rm{h}} - {\rm{\;h}}1} \right)}}{{{\rm{mgh}}}}\) × 100 = [(7.5/10) × (100)] = 75%

पिंड की गतिज ऊर्जा इसके प्रारंभिक मान का 256 गुना हो जाती है।

मान लीजिए कि प्रारंभिक गतिज ऊर्जा K है

अंतिम गतिज ऊर्जा 256K है।

P = रेखीय संवेग

अब, P = √2mE,

तब,

P2/P1 = (√2mE2)/( √ 2mE1)

P2 = P x (√2mE2)/(√ 2mE1) = P √E2/ √E1

तो, P √ (256E / E) = 16 P

अतः नया रेखीय संवेग इसके प्रारंभिक मान का 16 गुना है।

विकल्प 4 सही है

अवधारणा :

• विद्युत विभव (V) : एक संदर्भ बिंदु (या अनन्तता) से एक विद्युत क्षेत्र में किसी विशेष बिंदु तक एक इकाई बिंदु को स्थानांतरित करने के लिए किए गए कार्य की मात्रा को उस बिंदु पर विद्युत विभव कहा जाता है।

\({\rm{Electric\;potential\;}}\left( {\rm{V}} \right) = \frac{{{\rm{Work\;done\;}}\left( {\rm{W}} \right)}}{{{\rm{Charge\;}}\left( {\rm{q}} \right)}}\)

• विद्युतस्थैतिक स्थितिज ऊर्जा: एक आवेशित कण को अनंत से किसी विद्युत क्षेत्र में किसी बिंदु तकस्थानांतरित करने के लिए किए गए कार्य की मात्रा को उस आवेशित कण की स्थितिज ऊर्जा के रूप में जाना जाता है।

गणना :

दिया हुआ है कि:

विद्युत आवेश (q) = 5 C

विभव अंतर (V) = 16 V

कार्य (W) = आवेश (q) × विभव अंतर (V)

किया गया कार्य (W) = 5 × 16 = 80 J

सही उत्तर 2 kJ है।

अवधारणा:

• स्थितिज ऊर्जा: संदर्भ बिंदु के संबंध में अपनी स्थिति के कारण किसी भी वस्तु की ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा कहा जाता है। इसे PE द्वारा निरूपित किया जाता है।

स्थितिज ऊर्जा इसके द्वारा दी गई है:

PE = m g h

यहाँ, PE स्थितिज ऊर्जा है, m द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है और h वह ऊँचाई है जिस पर वस्तु रखी जाती है।

गणना :

दिया गया है कि:

द्रव्यमान (m) = 10 Kg

ऊंचाई (h) = 20 m

P.E. = 10 x 10 x 20

P.E.= 2000 J

P.E. = 2 kJ

• गतिज ऊर्जा: वस्तु की गति के कारण होने वाली ऊर्जा को गतिज ऊर्जा कहा जाता है।
  • गतिज ऊर्जा (KE) = 1/2 (mv2)
  • जहाँ m द्रव्यमान है और v वेग है।
• चूँकि वस्तु स्थिर (विरामावस्था पर) है, इसलिए वेग शून्य है। अतः वस्तु की गतिज ऊर्जा शून्य होगी।
• ऊंचाई पर वस्तु की केवल स्थितिज ऊर्जा होगी।

Key Points

• गतिज ऊर्जा को द्रव्यमान m की वस्तु को एक बिंदु से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया गया है।
• न्यूटन के गति के पहले समीकरण का प्रयोग करके,

v = u + at

जहाँ v = वस्तु का अंतिम वेग

• u = वस्तु का आरंभिक वेग
• a = वस्तु का त्वरण
• t = वस्तु द्वारा लिया गया समय

चूँकि, वस्तु ऊपर की ओर गतिमान है, a = -g, जहाँ g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण

इसलिए, v = u – gt

दिया गया है, u = 20 m/s, t = 2 sec और g = 10 m/s²

उपरोक्त सूत्र में रखने पर, हम प्राप्त करते हैं,

v = 20 – 10 × 2 = 0

K.E. = ½ mv² का प्रयोग करके

जहाँ, K.E. = वस्तु की गतिज ऊर्जा

• m = वस्तु का द्रव्यमान
• v = वस्तु का वेग

मानों को रखने पर, K.E. = ½ × 2 × 0 = 0 J

सही उत्तर रासायनिक ऊर्जा है।

Key Points

• साइकिल चलाते समय कोई रासायनिक अभिक्रिया या रासायनिक पदार्थ नहीं होता है, इसलिए कोई रासायनिक ऊर्जा नहीं होती है।
• साइकिल चलाते समय टायरों और सड़क की सतह के बीच घर्षण के कारण ऊष्मा ऊर्जा उत्पन्न होती है।
• साइकिल चलाते समय रासायनिक ऊर्जा उत्पन्न नहीं होती है।
• किसी रासायनिक पदार्थ के आबंधों में संचित ऊर्जा को उसकी रासायनिक ऊर्जा कहते हैं।
• यह वह ऊर्जा है जो किसी पदार्थ को रासायनिक अभिक्रिया से गुजरने के लिए आवश्यक होती है और उसे अन्य पदार्थों में परिवर्तित कर देती है।
• यांत्रिक ऊर्जा गतिज और स्थितिज ऊर्जा का एक संयोजन है। गति के कारण उत्पन्न ऊर्जा को गतिज ऊर्जा कहा जाता है और विरामावस्था के कारण प्राप्त ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा कहा जाता है। चूँकि साइकिल गति में है इसलिए गतिज ऊर्जा उपस्थित होती है और यांत्रिक ऊर्जा भी। [इस स्थिति में, गतिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा के बराबर है, क्योंकि स्थितिज ऊर्जा शून्य होती है]

संकल्पना:

किया गया कार्य:

किया गया कार्य तब कहा जाता है जब किसी वस्तु पर लगाया गया बल वस्तु को बल की दिशा में एक निश्चित दूरी से विस्थापित करता है।

• \(Work\;done\;\left( W \right) = \vec F \cdot \vec s\cos \theta = Fs\;cos\theta \)
• जहाँ F = बल, s = दूरी, और cos = F और s के बीच का कोण।
• किए गए कार्य की SI इकाई N-m या जूल (J) है ।

Key Points कार्य तब होता है जब दी गई शर्त पूरी होती है:
(i) एक बल को किसी वस्तु पर कार्य करना चाहिए
(ii) लगाए गए बल की दिशा में लगाए गए बल के कारण शरीर का विस्थापन होता है।

व्याख्या:

यहाँ,

1. एक बल ने किसी वस्तु का विस्थापन किए बिना उस पर कार्य किया है। - शर्त को पूरा नहीं करता।
2. केवल जब कोई वस्तु विस्थापित होती है। - शर्त को पूरा नहीं करता।
3. केवल तभी जब बल ने वस्तु पर कार्य किया हो। - शर्त को पूरा नहीं करता।
4. उपरोक्त में से कोई भी - शर्त को पूरा नहीं करता है।

अतः सही विकल्प उपरोक्त में से कोई नहीं है।

यह तभी सही होगा जब बल लगाया जाएगा और विस्थापन बल की दिशा में होगा।

(मूल प्रश्न रेलवे ग्रुप डी में पूछा गया है लेकिन विसंगति के कारण प्रश्न को खारिज कर दिया गया है। हमने इसे सही करने के लिए प्रश्न को अद्यतन किया है)

अवधारणा:

गतिज ऊर्जा (KE): किसी निकाय की गति के कारण उसमें निहित ऊर्जा को गतिज ऊर्जा कहा जाता है।

यानी, \(KE = \frac{1}{2}m{v^2}\)

जहाँ

m = निकाय का द्रव्यमान, v = निकाय का वेग, KE = निकाय की गतिज ऊर्जा

गणना :

दिया हुआ है

m = 160 gm = 0.160 kg, v = 22 m/s

\(KE = \frac{1}{2}m{v^2}=\frac{1}{2}\times 0.160 \times22^2\)

KE = 38.72 J