📑 इस पेज के टॉपिक (Jump to Topic):
📌 1. कार्य व ऊर्जा
- कार्य W = F·s·cosθ (जूल)। बल के अनुदिश विस्थापन हो तभी कार्य होता है।
- θ = 90° पर कार्य शून्य — जैसे सिर पर बोझ लेकर क्षैतिज चलना, वृत्तीय गति में अभिकेंद्र बल, दीवार को धकेलना (विस्थापन शून्य)।
- गतिज ऊर्जा KE = ½mv²; वेग दोगुना → KE चार गुना।
- स्थितिज ऊर्जा PE = mgh; खिंची स्प्रिंग, बाँध में रुका पानी, तना हुआ धनुष।
- ऊर्जा संरक्षण: ऊर्जा न बनाई जा सकती है न नष्ट, केवल रूप बदलती है। गिरती वस्तु में PE + KE स्थिर रहता है।
| उपकरण | ऊर्जा रूपांतरण |
|---|---|
| डायनेमो / जनित्र | यांत्रिक → विद्युत |
| विद्युत मोटर | विद्युत → यांत्रिक |
| सेल / बैटरी | रासायनिक → विद्युत |
| सौर सेल | प्रकाश → विद्युत |
| माइक्रोफ़ोन | ध्वनि → विद्युत |
| लाउडस्पीकर | विद्युत → ध्वनि |
| विद्युत बल्ब | विद्युत → प्रकाश + ऊष्मा |
| प्रकाश संश्लेषण | प्रकाश → रासायनिक |
📌 2. शक्ति
- शक्ति P = W/t, मात्रक वाट (J/s)। 1 kW = 1000 W; 1 hp ≈ 746 W।
- P = F × v — इसलिए चढ़ाई पर वाहन कम गियर (अधिक बल, कम चाल) में चलाया जाता है।
- दक्षता = (निर्गत कार्य / निवेश कार्य) × 100%; कोई भी मशीन 100% दक्ष नहीं।
📌 3. सरल मशीनें व उत्तोलक
उत्तोलक के तीन बिंदु: आलंब (F), भार (L), आयास/प्रयास (E)। जो बीच में हो, उसी से वर्ग तय होता है।
| वर्ग | बीच में | उदाहरण |
|---|---|---|
| प्रथम | आलंब | कैंची, सी-सॉ, प्लास, तराजू, हैंडपंप |
| द्वितीय | भार | सरौता (नटक्रैकर), एक पहिया ठेला, बोतल ओपनर, नाव का चप्पू |
| तृतीय | आयास | चिमटा, मानव भुजा, मछली पकड़ने की छड़, झाड़ू |
- यांत्रिक लाभ = भार / आयास। द्वितीय वर्ग में MA > 1 सदैव; तृतीय वर्ग में MA < 1 सदैव।
- अन्य सरल मशीनें: घिरनी (pulley), नत तल (ramp), पेंच, पच्चर (कुल्हाड़ी), पहिया-धुरी।
⚠️ Exam Traps:
- दीवार को घंटों धकेलने पर भी भौतिकी में कार्य शून्य (विस्थापन नहीं)।
- डायनेमो विद्युत बनाता है; मोटर विद्युत उपयोग करती है — उलटा न करें।
- चिमटा तृतीय वर्ग, सरौता द्वितीय वर्ग, कैंची प्रथम वर्ग।
📌 4. Practice MCQs
📝 Practice MCQs (SF Prep द्वारा तैयार — PYQ नहीं)
Q1. कार्य का SI मात्रक है: Practice
सही उत्तर: (C)
1 J = 1 N × 1 m।
1 J = 1 N × 1 m।
Q2. किसी वस्तु का वेग दोगुना करने पर उसकी गतिज ऊर्जा हो जाती है: Practice
सही उत्तर: (D)
KE ∝ v²; 2² = 4।
KE ∝ v²; 2² = 4।
Q3. डायनेमो किस ऊर्जा को किसमें बदलता है? Practice
सही उत्तर: (B)
डायनेमो विद्युत चुंबकीय प्रेरण से विद्युत बनाता है।
डायनेमो विद्युत चुंबकीय प्रेरण से विद्युत बनाता है।
Q4. सिर पर बोझ लेकर क्षैतिज सड़क पर चलने वाला कुली गुरुत्व के विरुद्ध कितना कार्य करता है? Practice
सही उत्तर: (D)
बल ऊपर, विस्थापन क्षैतिज — θ = 90°, cos90° = 0।
बल ऊपर, विस्थापन क्षैतिज — θ = 90°, cos90° = 0।
Q5. कैंची किस वर्ग का उत्तोलक है? Practice
सही उत्तर: (A)
आलंब (पेंच) बीच में होता है।
आलंब (पेंच) बीच में होता है।
Q6. सरौता (नटक्रैकर) किस वर्ग का उत्तोलक है? Practice
सही उत्तर: (C)
भार (सुपारी) आलंब और आयास के बीच होता है।
भार (सुपारी) आलंब और आयास के बीच होता है।
Q7. मानव भुजा (forearm) किस प्रकार का उत्तोलक है? Practice
सही उत्तर: (A)
आयास (बाइसेप्स पेशी) आलंब (कोहनी) और भार (हथेली) के बीच है।
आयास (बाइसेप्स पेशी) आलंब (कोहनी) और भार (हथेली) के बीच है।
Q8. शक्ति का SI मात्रक है: Practice
सही उत्तर: (C)
1 W = 1 J/s।
1 W = 1 J/s।
Q9. बाँध में रुके पानी में कौन-सी ऊर्जा होती है? Practice
सही उत्तर: (B)
ऊँचाई के कारण PE = mgh; गिरने पर यह गतिज और फिर विद्युत ऊर्जा बनती है।
ऊँचाई के कारण PE = mgh; गिरने पर यह गतिज और फिर विद्युत ऊर्जा बनती है।
Q10. 2 kg की वस्तु को 5 m ऊँचाई पर रखने पर स्थितिज ऊर्जा (g = 10 m/s²): Practice
सही उत्तर: (D)
mgh = 2 × 10 × 5 = 100 J।
mgh = 2 × 10 × 5 = 100 J।
Q11. सौर सेल किस ऊर्जा रूपांतरण का उदाहरण है? Practice
सही उत्तर: (B)
सौर सेल (प्रायः सिलिकॉन) प्रकाश-वोल्टीय प्रभाव से काम करता है।
सौर सेल (प्रायः सिलिकॉन) प्रकाश-वोल्टीय प्रभाव से काम करता है।
Q12. एक मशीन 10 s में 500 J कार्य करती है। उसकी शक्ति: Practice
सही उत्तर: (D)
P = W/t = 500/10 = 50 W।
P = W/t = 500/10 = 50 W।
Q13. ऊर्जा संरक्षण नियम के अनुसार: Practice
सही उत्तर: (A)
एक बंद तंत्र की कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।
एक बंद तंत्र की कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।
Q14. लाउडस्पीकर किसे किसमें बदलता है? Practice
सही उत्तर: (C)
माइक्रोफ़ोन इसका उलटा करता है।
माइक्रोफ़ोन इसका उलटा करता है।
Q15. चढ़ाई पर ट्रक चालक निचला गियर क्यों लगाता है? Practice
सही उत्तर: (B)
P = F × v; स्थिर शक्ति पर कम v से अधिक F मिलता है।
P = F × v; स्थिर शक्ति पर कम v से अधिक F मिलता है।
Q16. किस उत्तोलक में यांत्रिक लाभ हमेशा 1 से अधिक होता है? Practice
सही उत्तर: (B)
द्वितीय वर्ग में आयास भुजा सदैव भार भुजा से लंबी होती है।
द्वितीय वर्ग में आयास भुजा सदैव भार भुजा से लंबी होती है।
Q17. तना हुआ धनुष किस ऊर्जा का उदाहरण है? Practice
सही उत्तर: (A)
आकृति बदलने से संचित ऊर्जा स्थितिज होती है; तीर छोड़ने पर गतिज बनती है।
आकृति बदलने से संचित ऊर्जा स्थितिज होती है; तीर छोड़ने पर गतिज बनती है।
Q18. 1 kWh में कितने जूल होते हैं? Practice
सही उत्तर: (A)
1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J।
1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J।
Q19. चिमटा (tongs) किस वर्ग का उत्तोलक है? Practice
सही उत्तर: (D)
आयास बीच में लगता है।
आयास बीच में लगता है।
Q20. ऊपर से गिरती गेंद के लिए क्या सत्य है (वायु प्रतिरोध नगण्य)? Practice
सही उत्तर: (C)
यांत्रिक ऊर्जा संरक्षण — स्थितिज ऊर्जा गतिज में बदलती है।
यांत्रिक ऊर्जा संरक्षण — स्थितिज ऊर्जा गतिज में बदलती है।