कार्य, ऊर्जा और शक्ति अभ्यास
उदाहरण: वस्त्रालय में ग्राहक की संख्या निम्नानुसार होती है: मंगलवार: 25 बुधवार: 30 गुरुवार: 20 शुक्रवार: 15 शनिवार: 10 रविवार: 5
यहां, वस्त्रालय में एक सप्ताह में कुल कितने ग्राहक आते हैं?
- 0.5 x 2 किग्रा x (अंतिम वेग)^2 - 0.5 x 2 किग्रा x (0)^2
Interpretation: (a) The applied force does 70 J of work in 10 s, which means it transfers 70 J of energy to the body. (b) The friction does 7 J of work in 10 s, which means it absorbs 7 J of energy from the body. (c) The net force does 63 J of work in 10 s, which is the difference between the work done by the applied force and the work done by friction. This represents the net energy transferred to the body. (d) The change in kinetic energy of the body in 10 s depends on the final velocity. If the final velocity is greater than 0, then there is a change in kinetic energy; if the final velocity is 0, then there is no change in kinetic energy.
The work done by the resistive force in the entire journey can be calculated using the equation:
Work done = Force x Distance
The force acting on the raindrop due to resistive force is opposite to the direction of motion, therefore, the work done by the resistive force is negative.
Given that the speed of the raindrop on touching the ground is 10m/s, the work done by the resistive force can be calculated as:
Work done = -(Force x Distance)
The distance traveled by the raindrop can be calculated using the equation:
Distance = Average Velocity x Time
Since the raindrop moves with uniform speed in the second half of its journey, the average velocity can be calculated as:
Average Velocity = Final Velocity
Therefore, the distance traveled by the raindrop in the entire journey is twice the distance traveled in the second half of its journey.
Let’s calculate the distance traveled in the second half of its journey:
Time = Distance / Average Velocity = 250m / 10m/s = 25s
Distance traveled in the second half of the journey = Average Velocity x Time = 10m/s x 25s = 250m
Therefore, the distance traveled in the entire journey = 2 x 250m = 500m
Now, let’s calculate the work done by the resistive force:
Work done = -(Force x Distance)
Given that the speed of the raindrop is constant in the second half of its journey, the net force acting on it is zero.
Therefore, the work done by the resistive force in the entire journey is:
Work done = -(0 x 500m) = 0 J
Therefore, the work done by the resistive force in the entire journey is 0 J.
अगले सवाल: एक इमारत के ग्राउंड फ्लोर पर एक पंप पानी को भरने के लिए उठा सकता है, जो 30m3 के एक टैंक को 15 मिनट में भर सकता है। यदि टैंक 40 मीटर ऊंचाई पर है, और पंप की क्षमता 30% है, तो पंप द्वारा खपत की गई बिजली की मात्रा कितनी है? (ग्रेविटेशनल ऍक्सेलरेशन g = 10 m/s-2 लिया जाए)। A 36.5 किलोवाट B 44.4 किलोवाट C 52.5 किलोवाट D 60.5 किलोवाट
उत्तर:
चरण 1: टैंक में पानी के प्रवाह की दर की गणना करें। प्रवाह दर = टैंक का आयतन / समय लिया गया = 30/15 = 2 घनघट मिनट
चरण 2: पानी को ग्राउंड स्तर से टैंक तक लाने के लिए आवश्यक शक्ति की गणना करें। शक्ति = किया गया काम / समय लिया गया है = (पानी का वजन x ऊंचाई) / समय लिया गया है = (पानी का घनत्व x टैंक का आयतन x ऊंचाई x g) / समय लिया गया है = (1000 x 30 x 40 x 10) / 15 = 44.4 किलोवाट
इसलिए, सही उत्तर बी 44.4 किलोवाट है।
(d) If the potential energy of two billiard balls depends only on the separation distance between their centres, then the collision is elastic. This is because in an elastic collision, the total mechanical energy (which includes both kinetic and potential energy) is conserved.
(d) पॉटेंशियल ऊर्जा के प्रकृति पर निर्भर करता है। यदि पॉटेंशियल ऊर्जा एक लचीली पॉटेंशियल ऊर्जा है (यानी यह दो गेंदों के बीच अलगाव दूरी के वर्ग के प्रमाण के अनुपात में है), तो संकर्णन लचीला है। यदि पॉटेंशियल ऊर्जा एक असंकर्ण ऊर्जा है (यानी यह दो गेंदों के बीच अलगाव दूरी के अनुपात में है), तो संकर्णन असंकर्ण होता है।
लेख का हिंदी संस्करण क्या है: क्या हर बहणी वाले दो शरीरों के आपसी संघर्ष में प्रतिष्ठान और ऊर्जा संरक्षित रहती है? अपना जवाब की वजह दें। (a) एक ऐलास्टिक संघर्ष में, प्रतिष्ठान और ऊर्जा दोनों शरीरों के लिए संरक्षित रहती है। (b) किसी भी प्रकार के आंतरिक और बाहरी बलों के अस्तित्व में चरण की पूरी ऊर्जा हमेशा संरक्षित रहती है। (c) एक बॉडी की गति में बंद चक्र के लिए पुरी ऊर्जा हर प्रकार के बल के लिए शून्य होती है। (डी) एक अविनेलास्टिक संघर्ष में, अंतिम किनेटिक ऊर्जा हमेशा प्रणिक ऊर्जा की शुरुआती किनेटिक ऊर्जा से कम होती है।
जवाब:
(a) सत्य। एक ऐलास्टिक संघर्ष में, प्रतिष्ठान और ऊर्जा संरक्षित रहती है क्योंकि प्रणिक ऊर्जा की कुल किनेटिक ऊर्जा साथ ही बनी रहती है।
(b) असत्य। किसी भी प्रकार के आंतरिक और बाहरी बलों के अस्तित्व में चरण की पूरी ऊर्जा हमेशा संरक्षित नहीं रहती है, क्योंकि बाहरी बलों के कारण ऊर्जा सिस्टम और उसके आस-पास के वातावरण के बीच बदल जाती है।
(c) असत्य। एक बॉडी की गति में बंद चक्र के लिए पुरी ऊर्जा हर प्रकार के बल के लिए शून्य नहीं होती है। यह बल के प्रकार और बॉडी द्वारा लिया गया मार्ग पर निर्भर करता है।
(डी) सत्य। एक अविनेलास्टिक संघर्ष में, अंतिम किनेटिक ऊर्जा हमेशा प्रणिक ऊर्जा की शुरुआती किनेटिक ऊर्जा से कम होती है क्योंकि कुछ ऊर्जा उष्णता या ध्वनि जैसे अन्य रूपों में परिवर्तित हो जाती है।
प्रश्न:
उत्तर: उत्तर: जलने के लिए आवश्यक उष्मा ऊर्जा रॉकेट के खर्च पर प्राप्त होती है। अंतरिक्ष या हवा.
प्रश्न: एक परिवार का उपयोग 8 किलोवाट की ऊर्जा करता है। (a) सीधे सौर ऊर्जा एक औसत मान्यरेखा पर प्रति वर्ग मीटर की औसत दर से होरिज़ॉंटल सतह पर प्रवेश करती है। यदि इस ऊर्जा का 20% उपयोगी विधुतीय ऊर्जाक्षमता में बदला जा सकता है, तो 8 किलोवाट पूर्ण करने के लिए कितने बड़े क्षेत्र की आवश्यकता होगी? (b) इस क्षेत्र को एक पारंपरिक घर की छत के आकार से तुलना करें।
उत्तर: a) 8 किलोवाट शक्ति पूर्ति करने के लिए आवश्यक क्षेत्र जानने के लिए, हमें पहले उपयोगी विधुतीय ऊर्जा की कुल मात्रा की गणना करनी होगी। यह 200 W / m2 x 0.2, यानी 40 W / m2 के बराबर है।
अगले, हमें 8 किलोवाट शक्ति उत्पन्न करने के लिए आवश्यक क्षेत्र की गणना करनी होगी। इसके लिए, हम 8 किलोवाट (8000 वाट) को 40 वाट / m2 से विभाजित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हमें 200 m2 का एक क्षेत्र मिलता है।
बी) 8 किलोवाट शक्ति की पूर्ति करने के लिए आवश्यक क्षेत्र एक पारंपरिक घर की छत के क्षेत्र से बहुत बड़ा होता है। एक पारंपरिक घर की छत आमतौर पर 50 और 100 वर्ग मीटर के बीच होती है, जो 8 किलोवाट की ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक 200 वर्ग मीटर से कहीं कम है।
प्रश्न: एक निर्बद्ध शरीर जो निर्देशिका प्रणाली के z-अक्ष के साथ चलने के लिए प्रतिबंधित है, को -i ^ + 2j ^ + 3k ^ N, जहां i ^, j ^, k ^ निर्देशिका प्रणाली के x-, y- और z-अक्ष हैं, के द्वारा एक स्थिर बल द्वारा प्राप्त फोर्स Fिकण्ड द्वारा चलने में निर्माणित की गई है। z-माध्यम के 4 मीटर दूरी पर शरीर के द्वारा काम जो फोर्स किया जाता है?
उत्तर:
-
बल वेक्टर की पहचान करें: F = -i ^ + 2j ^ + 3k ^ N
-
विस्थापन वेक्टर की पहचान करें: s = 4k ^ m
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बल द्वारा किया गया काम की गणना करें: W = F * s = (-i ^ + 2j ^ + 3k ^ N) * (4k ^ m) = 12 न्यूटन मीटर
प्रश्न: एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन कोश्मिक किरण प्रयोग में पाए जाते हैं, पहले के प्राणिक क्षमता 10 के वी, और दूसरा 100 के वी के साथ। कौन से तेज हैं इलेक्ट्रॉन या प्रोटॉन? उनकी गति के अनुपात को प्राप्त करें। (मशी=9.1×10^-31किग्रा,मॉ_=1.67×10^-27किग्रा,1ईवी=1.6×10^-19जूल)
उत्तर:
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जूलों में इलेक्ट्रॉन (10 के वी) और प्रोटॉन (100 के वी) की प्राणिक क्षमता की गणना करें: इलेक्ट्रॉन: 10 के वी x 1.6 x 10^-19 जी/eV = 1.6 x 10^-17 जी प्रोटॉन: 100 के वी x 1.6 x 10^-19 जी/eV = 1.6 x 10^-15 जी
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इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन की प्राणिशक्ति की गणना करें: इलेक्ट्रॉन: प्राणिशक्ति = √(2 x मास x प्राणिक क्षमता) = √(2 x 9.1 x 10^-31 किग्रा x 1.6 x 10^-17 जी) = 2.3 x 10^-24 किग्रा मीटर/सेकंड प्रोटॉन: प्राणिशक्ति = √(2 x मास x प्राणिक क्षमता) = √(2 x 1.67 x 10^-27 किग्रा x 1.6 x 10^-15 जी) = 1.2 x 10^-22 किग्रा मीटर/सेकंड
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इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन की गति की गणना करें: इलेक्ट्रॉन: गति = प्राणिशक्ति/मास = 2.3 x 10^-24 किग्रा मीटर/सेकंड / 9.1 x 10^-31 किग्रा = 2.5 x 10^7 मीटर/सेकंड प्रोटॉन: गति = प्राणिशक्ति/मास = 1.2 x 10^-22 किग्रा मीटर/सेकंड / 1.67 x 10^-27 किग्रा = 7.2 x 10^7 मीटर/सेकंड
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प्रोटॉन इलेक्ट्रॉन से तेज होता है।
नमस्ते वेबनिर्देशिका दस्तावेज़ों: 5. उनकी गति का अनुपात इलेक्ट्रॉन की गति से विभाजित है: प्रोटॉन की गति: 7.2 x 10^7 m/s / इलेक्ट्रॉन की गति: 2.5 x 10^7 m/s = 2.88
प्रश्न:
एक खंड के मास मान ०.५ किलोग्राम है और वे क्रमश: वेगता v=ax^3/2 है, यहां a=5 m^−1/2s^−1 है। x = 0 से x = 2 में अपने स्थानांतरण के दौरान नेट बल के द्वारा किया गया कार्य कितना है?
A 1.5 J B 50 J C 10 J D 100 J
उत्तर:
उत्तर: B 50 J
स्पष्टीकरण: चरण 1: नेट बल द्वारा किया गया कार्य सूत्र W = F*x द्वारा दिया जाता है।
चरण 2: इस समस्या में, नेट बल घर्षण की बल होती है, जो F = ma के बराबर है, यहां m खंड का मास है और a खंड का त्वरण है।
चरण 3: खंड का त्वरण है a = v/x = 5 m^−1/2s^−1।
चरण 4: सूत्र W = max में m और a के मानों को दर्शाने से हमें W = max = 0.55x^2 मिलता है।
चरण 5: सूत्र में x = 0 और x = 2 के मानों को दर्शाने से हमें W = 0.552^2 = 50 J मिलता है।
इसलिए, x = 0 से x = 2 में नेट बल के द्वारा किए गए कार्य का मात्र 50 J है।