Energy MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Energy - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें
Last updated on Jul 10, 2025
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Latest Energy MCQ Objective Questions
Energy Question 1:
एक पत्थर पूरी तरह से क्षैतिज, घर्षण रहित सतह पर लुढ़क रहा है। अपनी गति के कारण इसमें निम्नलिखित में से किस प्रकार की ऊर्जा होती है?
(i) गतिज ऊर्जा
(ii) स्थितिज ऊर्जा
(iii) रासायनिक ऊर्जा
Answer (Detailed Solution Below)
Option 3 : केवल (i)
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Energy Question 1 Detailed Solution
सही उत्तर केवल (i) है।
Key Points
- घर्षणरहित, क्षैतिज सतह पर लुढ़कने वाला एक पत्थर अपनी गति के कारण ऊर्जा रखता है, जिसे गतिज ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है।
- गतिज ऊर्जा सूत्र KE = 1/2 mv² द्वारा दी जाती है, जहाँ m वस्तु का द्रव्यमान है और v इसका वेग है।
- चूँकि, सतह पूर्णतः क्षैतिज और घर्षणरहित है, इसलिए घर्षण या गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध कोई कार्य नहीं किया जा रहा है, और इसलिए इस गति में कोई स्थितिज ऊर्जा शामिल नहीं है।
- रासायनिक ऊर्जा रासायनिक बंधों में संचित स्थितिज ऊर्जा का एक रूप है, जो पत्थर की गति से असंबंधित है।
- इस प्रकार, पत्थर अपनी गति के कारण केवल गतिज ऊर्जा रखता है।
Additional Information
- गतिज ऊर्जा (KE):
- गतिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु में उसकी गति के कारण होती है।
- यह वस्तु के द्रव्यमान और उसके वेग के वर्ग दोनों पर निर्भर करती है, सूत्र KE = 1/2 mv² के अनुसार।
- यह एक अदिश राशि है और इसका मान हमेशा धनात्मक होता है।
- स्थितिज ऊर्जा (PE):
- स्थितिज ऊर्जा किसी वस्तु में बल क्षेत्र, जैसे गुरुत्वाकर्षण या प्रत्यास्थ क्षेत्र में उसकी स्थिति के कारण संचित ऊर्जा है।
- ऊँचाई h पर स्थित पिंड के लिए, PE = mgh, जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण त्वरण है, और h ऊँचाई है।
- रासायनिक ऊर्जा:
- रासायनिक ऊर्जा अणुओं के बंधों में संचित होती है और रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान मुक्त होती है।
- इसके उदाहरणों में कोयला, लकड़ी या बैटरियों जैसे ईंधनों में संचित ऊर्जा शामिल है।
- घर्षणरहित सतह:
- एक घर्षणरहित सतह का अर्थ है कि वस्तु की गति का विरोध करने वाला कोई प्रतिरोधी बल नहीं है।
- परिणामस्वरूप, जब तक बाहरी बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है, वस्तु की गतिज ऊर्जा स्थिर रहती है।
- क्षैतिज गति:
- क्षैतिज सतह पर, गुरुत्वाकर्षण के कारण स्थितिज ऊर्जा स्थिर रहती है क्योंकि ऊँचाई में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
- यही कारण है कि प्रश्न में वर्णित गति के लिए केवल गतिज ऊर्जा प्रासंगिक है।
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Energy Question 2:
एक जेट इंजन किसके संरक्षण के सिद्धान्त पर काम करता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 4 : रैखिक संवेग
Energy Question 2 Detailed Solution
सही उत्तर रैखिक संवेग है।
Key Points
- एक जेट इंजन रैखिक संवेग संरक्षण के सिद्धांत पर काम करता है, जो बताता है कि जब किसी बाहरी बल द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाता है, तो किसी निकाय का कुल संवेग स्थिर रहता है।
- एक जेट इंजन में, हवा को संपीड़ित किया जाता है, ईंधन के साथ मिलाया जाता है, प्रज्वलित किया जाता है, और फिर उच्च गति से बाहर निकाला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन की आगे की गति (प्रणोद) होती है।
- इंजन से निकाले गए उच्च-गति वाले निकास गैसों द्वारा एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया (प्रणोद) उत्पन्न होती है, जो न्यूटन के गति के तीसरे नियम का पालन करती है, जो सीधे रैखिक संवेग के संरक्षण से संबंधित है।
- यह सिद्धांत सभी प्रणोदन प्रणालियों के कामकाज में महत्वपूर्ण है, जिसमें जेट इंजन, रॉकेट और अन्य वाहन शामिल हैं जो गति उत्पन्न करने के लिए निकाले गए गैसों पर निर्भर करते हैं।
Additional Information
- रैखिक संवेग: किसी वस्तु के द्रव्यमान और वेग का गुणनफल। रैखिक संवेग के संरक्षण का नियम कहता है कि एक बंद तंत्र में, किसी घटना से पहले और बाद में कुल संवेग समान होता है, बशर्ते कि कोई बाहरी बल कार्य न करे।
- एक जेट इंजन का संचालन गति के न्यूटन के तीसरे नियम का एक उत्कृष्ट उदाहरण है, जो कहता है कि प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। निकास गैसों का निष्कासन (क्रिया) विपरीत दिशा (प्रतिक्रिया) में जेट की गति में परिणाम देता है।
- जेट इंजन, जिसमें टर्बोफैन और टर्बोजेट शामिल हैं, प्रणोद उत्पन्न करने के लिए हवा के तेजी से निष्कासन पर निर्भर करते हैं, जो अनिवार्य रूप से रैखिक संवेग संरक्षण का एक प्रत्यक्ष अनुप्रयोग है।
- इसके विपरीत, कोणीय संवेग घूर्णी गति से संबंधित है, और जबकि यह टर्बाइनों जैसी प्रणालियों में महत्वपूर्ण है, यह जेट इंजन संचालन के पीछे प्राथमिक सिद्धांत नहीं है।
- ऊर्जा संरक्षण जेट इंजनों में भी भूमिका निभाता है, खासकर ईंधन दक्षता और थर्मल प्रबंधन के संदर्भ में, लेकिन रैखिक संवेग प्रणोद उत्पन्न करने के लिए प्राथमिक सिद्धांत है।
- द्रव्यमान-वेग और द्रव्यमान-ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत विभिन्न भौतिक प्रणालियों में भी महत्वपूर्ण हैं, लेकिन जेट इंजनों में प्रणोद तंत्र पर सीधे लागू नहीं होते हैं।
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Energy Question 3:
जब 1 किलो कोयले को जलाया जाता है तो कितनी ऊर्जा निकलती है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 1 : 3 × 107 J
Energy Question 3 Detailed Solution
सही उत्तर 1) 3 × 107 J है।
Key Points
- 1 किलो कोयले के जलने से लगभग 3 × 107 जूल ऊर्जा उत्पन्न होती है।
- यह ऊर्जा की मात्रा 30 मेगाजूल के बराबर है।
- कोयला एक जीवाश्म ईंधन है जिसमें कार्बन की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो जलने पर ऊर्जा छोड़ता है।
- कोयले में ऊर्जा की मात्रा कोयले के प्रकार और गुणवत्ता के आधार पर भिन्न हो सकती है।
- अपनी उच्च ऊर्जा सामग्री और उपलब्धता के कारण कोयला विद्युत उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
Additional Information
- कोयले के प्रकार:
- ऐन्थ्रेसाइट: कोयले का उच्चतम श्रेणी, जिसमें उच्चतम कार्बन सामग्री और ऊर्जा होती है।
- बिटुमिनस: उच्च ताप मान वाला कोयले का एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार।
- उप-बिटुमिनस: बिटुमिनस कोयले की तुलना में कम ताप मान और कार्बन सामग्री होती है।
- लिग्नाइट: जिसे भूरा कोयला भी कहा जाता है, इसमें सबसे कम कार्बन सामग्री और ऊर्जा होती है।
- दहन प्रक्रिया:
- दहन के दौरान, कोयला ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा उत्पन्न करता है।
- पूर्ण दहन के लिए अधिकतम ऊर्जा मुक्ति सुनिश्चित करने के लिए ऑक्सीजन की पर्याप्त आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
- पर्यावरणीय प्रभाव:
- कोयले को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), एक ग्रीनहाउस गैस निकलती है जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करती है।
- यह सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) जैसे प्रदूषक भी छोड़ता है, जो एसिड वर्षा और श्वसन संबंधी समस्याओं का कारण बन सकते हैं।
- वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत:
- जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने के लिए सौर, पवन, जलविद्युत और भूतापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को बढ़ावा दिया जा रहा है।
- ये स्रोत अधिक टिकाऊ हैं और कोयले की तुलना में इनका पर्यावरणीय प्रभाव कम है।
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Energy Question 4:
निम्नलिखित में से किस स्थिति में स्थितिज ऊर्जा संचित हो रही है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 4 : रबर बैंड को खींचना
Energy Question 4 Detailed Solution
सही उत्तर रबर बैंड को खींचना है।
Key Points
- स्थितिज ऊर्जा अपनी स्थिति, अवस्था या विन्यास के कारण किसी वस्तु के अंदर संचित ऊर्जा होती है।
- जब एक रबर बैंड को खींचा जाता है, तो यह अपने विन्यास में परिवर्तन से गुजरता है, प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा को संग्रहीत करता है।
- संचित ऊर्जा खिंचाव की सीमा पर निर्भर करती है, जो सामग्री के प्रत्यास्थ गुणों द्वारा नियंत्रित होती है।
- प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा का एक प्रकार है जिसे वस्तु के अपने मूल आकार में वापस आने पर छोड़ा जा सकता है।
- यह अवधारणा विभिन्न उपकरणों में व्यापक रूप से लागू होती है, जैसे स्प्रिंग्स, गुलेल और धनुष, जो प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के भंडारण और मुक्ति पर निर्भर करते हैं।
- रबर बैंड को खींचना ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत को दर्शाता है, जहाँ स्थितिज ऊर्जा अन्य रूपों में परिवर्तित हो जाती है, जैसे कि गतिज ऊर्जा, जब इसे छोड़ा जाता है।
Additional Information
- समतल सड़क पर एक वाहन को धक्का देना
- एक वाहन को धक्का देने में गतिज ऊर्जा शामिल होती है, जो गति की ऊर्जा है, न कि स्थितिज ऊर्जा।
- यहाँ व्यय की गई ऊर्जा घर्षण बलों को दूर करने और वाहन को आगे बढ़ाने के लिए उपयोग की जाती है।
- इस परिदृश्य में सिस्टम में ऊर्जा का भंडारण शामिल नहीं है।
- एक मेज पर पेंसिल को घुमाना
- एक वाहन को धक्का देने के समान, एक पेंसिल को घुमाने में गतिज ऊर्जा शामिल होती है, स्थितिज ऊर्जा नहीं।
- ऊर्जा सतह घर्षण को दूर करने और वस्तु को स्थानांतरित करने के लिए लागू की जाती है।
- इस प्रक्रिया में कोई ऊर्जा संग्रहीत नहीं होती है।
- एक माचिस की तीली जलाना
- एक माचिस की तीली जलाना एक प्रक्रिया है जिसमें रासायनिक ऊर्जा शामिल होती है, स्थितिज ऊर्जा नहीं।
- माचिस की तीली में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा प्रज्वलित होने पर ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा के रूप में मुक्त होती है।
- यह परिदृश्य ऊर्जा के भंडारण का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, बल्कि इसके रूपांतरण का प्रतिनिधित्व करता है।
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Energy Question 5:
किसी पिंड की यांत्रिक ऊर्जा में _______ शामिल होता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Option 3 : स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा दोनों
Energy Question 5 Detailed Solution
सही उत्तर स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा दोनों है।
Key Points
- यांत्रिक ऊर्जा किसी पिंड की स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा का योग होती है।
- स्थितिज ऊर्जा किसी पिंड में उसकी स्थिति या विन्यास के कारण संचित ऊर्जा को संदर्भित करती है। उदाहरण के लिए, एक ऊपर उठा हुआ पिंड गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा रखता है।
- गतिज ऊर्जा वह ऊर्जा होती है जो किसी पिंड में उसकी गति के कारण होती है। उदाहरण के लिए, एक गतिमान कार में गतिज ऊर्जा होती है।
- यदि किसी पिंड पर केवल संरक्षी बल (जैसे गुरुत्वाकर्षण बल) कार्य करते हैं, तो पिंड की कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है।
- ऊर्जा संरक्षण का नियम सुनिश्चित करता है कि यांत्रिक ऊर्जा बिना खोए स्थितिज और गतिज रूपों के बीच परिवर्तित होती रहती है।
- यह अवधारणा यांत्रिकी, इंजीनियरिंग और भौतिकी में व्यापक रूप से लागू होती है, जिससे गति, प्रणालियों और बलों का विश्लेषण करने में मदद मिलती है।
Additional Information
- केवल स्थितिज ऊर्जा
- स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा का केवल एक घटक है, जो किसी पिंड की स्थिति या विन्यास से संबंधित है।
- इसके उदाहरणों में एक खिंचा हुआ स्प्रिंग या बांध में जमा पानी शामिल हैं।
- यह गति से जुड़ी ऊर्जा के लिए हिसाब नहीं रखती है, जो यांत्रिक ऊर्जा का एक अनिवार्य हिस्सा है।
- केवल ऊष्मा ऊर्जा
- ऊष्मा ऊर्जा (या तापीय ऊर्जा) किसी पदार्थ के भीतर कणों की गति से जुड़ी होती है और यह यांत्रिक ऊर्जा का घटक नहीं है।
- यह घर्षण जैसी प्रक्रियाओं के कारण उत्पन्न होती है और इसे अक्सर यांत्रिक प्रणालियों में ऊर्जा हानि का एक रूप माना जाता है।
- ऊष्मा ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह स्थिति या गति के कारण नहीं है।
- केवल गतिज ऊर्जा
- गतिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा का केवल एक घटक है, जो गति की ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है।
- उदाहरण के लिए, एक लुढ़कने वाली गेंद में गतिज ऊर्जा होती है, लेकिन अगर यह ऊँचाई पर है, तो इसमें स्थितिज ऊर्जा भी होगी, जो कुल यांत्रिक ऊर्जा बनाती है।
- स्थितिज और गतिज ऊर्जा दोनों को ध्यान में रखे बिना यांत्रिक ऊर्जा अधूरी है।
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Top Energy MCQ Objective Questions
एक जेट इंजन किसके संरक्षण के सिद्धान्त पर काम करता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 4 : रैखिक संवेग
Energy Question 6 Detailed Solution
Download Solution PDFसही उत्तर रैखिक संवेग है।
Key Points
- एक जेट इंजन रैखिक संवेग संरक्षण के सिद्धांत पर काम करता है, जो बताता है कि जब किसी बाहरी बल द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाता है, तो किसी निकाय का कुल संवेग स्थिर रहता है।
- एक जेट इंजन में, हवा को संपीड़ित किया जाता है, ईंधन के साथ मिलाया जाता है, प्रज्वलित किया जाता है, और फिर उच्च गति से बाहर निकाला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन की आगे की गति (प्रणोद) होती है।
- इंजन से निकाले गए उच्च-गति वाले निकास गैसों द्वारा एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया (प्रणोद) उत्पन्न होती है, जो न्यूटन के गति के तीसरे नियम का पालन करती है, जो सीधे रैखिक संवेग के संरक्षण से संबंधित है।
- यह सिद्धांत सभी प्रणोदन प्रणालियों के कामकाज में महत्वपूर्ण है, जिसमें जेट इंजन, रॉकेट और अन्य वाहन शामिल हैं जो गति उत्पन्न करने के लिए निकाले गए गैसों पर निर्भर करते हैं।
Additional Information
- रैखिक संवेग: किसी वस्तु के द्रव्यमान और वेग का गुणनफल। रैखिक संवेग के संरक्षण का नियम कहता है कि एक बंद तंत्र में, किसी घटना से पहले और बाद में कुल संवेग समान होता है, बशर्ते कि कोई बाहरी बल कार्य न करे।
- एक जेट इंजन का संचालन गति के न्यूटन के तीसरे नियम का एक उत्कृष्ट उदाहरण है, जो कहता है कि प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। निकास गैसों का निष्कासन (क्रिया) विपरीत दिशा (प्रतिक्रिया) में जेट की गति में परिणाम देता है।
- जेट इंजन, जिसमें टर्बोफैन और टर्बोजेट शामिल हैं, प्रणोद उत्पन्न करने के लिए हवा के तेजी से निष्कासन पर निर्भर करते हैं, जो अनिवार्य रूप से रैखिक संवेग संरक्षण का एक प्रत्यक्ष अनुप्रयोग है।
- इसके विपरीत, कोणीय संवेग घूर्णी गति से संबंधित है, और जबकि यह टर्बाइनों जैसी प्रणालियों में महत्वपूर्ण है, यह जेट इंजन संचालन के पीछे प्राथमिक सिद्धांत नहीं है।
- ऊर्जा संरक्षण जेट इंजनों में भी भूमिका निभाता है, खासकर ईंधन दक्षता और थर्मल प्रबंधन के संदर्भ में, लेकिन रैखिक संवेग प्रणोद उत्पन्न करने के लिए प्राथमिक सिद्धांत है।
- द्रव्यमान-वेग और द्रव्यमान-ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत विभिन्न भौतिक प्रणालियों में भी महत्वपूर्ण हैं, लेकिन जेट इंजनों में प्रणोद तंत्र पर सीधे लागू नहीं होते हैं।
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जब 1 किलो कोयले को जलाया जाता है तो कितनी ऊर्जा निकलती है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 1 : 3 × 107 J
Energy Question 7 Detailed Solution
Download Solution PDFसही उत्तर 1) 3 × 107 J है।
Key Points
- 1 किलो कोयले के जलने से लगभग 3 × 107 जूल ऊर्जा उत्पन्न होती है।
- यह ऊर्जा की मात्रा 30 मेगाजूल के बराबर है।
- कोयला एक जीवाश्म ईंधन है जिसमें कार्बन की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो जलने पर ऊर्जा छोड़ता है।
- कोयले में ऊर्जा की मात्रा कोयले के प्रकार और गुणवत्ता के आधार पर भिन्न हो सकती है।
- अपनी उच्च ऊर्जा सामग्री और उपलब्धता के कारण कोयला विद्युत उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
Additional Information
- कोयले के प्रकार:
- ऐन्थ्रेसाइट: कोयले का उच्चतम श्रेणी, जिसमें उच्चतम कार्बन सामग्री और ऊर्जा होती है।
- बिटुमिनस: उच्च ताप मान वाला कोयले का एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार।
- उप-बिटुमिनस: बिटुमिनस कोयले की तुलना में कम ताप मान और कार्बन सामग्री होती है।
- लिग्नाइट: जिसे भूरा कोयला भी कहा जाता है, इसमें सबसे कम कार्बन सामग्री और ऊर्जा होती है।
- दहन प्रक्रिया:
- दहन के दौरान, कोयला ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा उत्पन्न करता है।
- पूर्ण दहन के लिए अधिकतम ऊर्जा मुक्ति सुनिश्चित करने के लिए ऑक्सीजन की पर्याप्त आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
- पर्यावरणीय प्रभाव:
- कोयले को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), एक ग्रीनहाउस गैस निकलती है जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करती है।
- यह सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) जैसे प्रदूषक भी छोड़ता है, जो एसिड वर्षा और श्वसन संबंधी समस्याओं का कारण बन सकते हैं।
- वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत:
- जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने के लिए सौर, पवन, जलविद्युत और भूतापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को बढ़ावा दिया जा रहा है।
- ये स्रोत अधिक टिकाऊ हैं और कोयले की तुलना में इनका पर्यावरणीय प्रभाव कम है।
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8 किलोग्राम द्रव्यमान की एक वस्तु की स्थितिज ऊर्जा, जब वह जमीन से 5 मीटर की ऊंचाई पर है, होगी (g SI इकाई में गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है):
Answer (Detailed Solution Below)
Option 2 : 40 g J
Energy Question 8 Detailed Solution
Download Solution PDFसही उत्तर 200 g J है।Key Points
- स्थितिज ऊर्जा (PE) की गणना करने का सूत्र PE = mgh है, जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वीय त्वरण है, और h ऊँचाई है।
- दिया गया है: द्रव्यमान (m) = 8 किग्रा, ऊँचाई (h) = 5 मीटर, और g (गुरुत्वीय त्वरण) = 9.8 m/s²
- मानों को प्रतिस्थापित करना: PE = 8 किग्रा * 9.8 m/s² * 5 m
- स्थितिज ऊर्जा = 392 जूल
- चूँकि g को एक कारक के रूप में दर्शाया गया है, इसलिए g के संदर्भ में स्थितिज ऊर्जा 200 g J है (जहाँ g = 9.8 m/s²)
Additional Information
- स्थितिज ऊर्जा (PE):
- स्थितिज ऊर्जा अन्य वस्तुओं के सापेक्ष अपनी स्थिति के कारण किसी वस्तु द्वारा धारित ऊर्जा है।
- गुरुत्वाकर्षण के संदर्भ में, यह जमीन से ऊपर इसकी ऊँचाई के कारण किसी वस्तु के पास मौजूद ऊर्जा है।
- गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा:
- यह स्थितिज ऊर्जा का एक रूप है जो किसी वस्तु की ऊँचाई और उस पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल से संबंधित है।
- PE = mgh के रूप में व्यक्त किया गया है, जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण का त्वरण है, और h संदर्भ बिंदु से ऊँचाई है।
- गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g):
- यह वह त्वरण है जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण वस्तुओं को दिया जाता है।
- g का मान पृथ्वी की सतह के पास लगभग 9.8 m/s² है।
- SI मात्रक:
- अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) मीट्रिक प्रणाली का आधुनिक रूप है।
- इस संदर्भ में, द्रव्यमान किलोग्राम (kg ) में, ऊँचाई मीटर (m) में और स्थितिज ऊर्जा जूल (J) में मापी जाती है।
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एक पत्थर पूरी तरह से क्षैतिज, घर्षण रहित सतह पर लुढ़क रहा है। अपनी गति के कारण इसमें निम्नलिखित में से किस प्रकार की ऊर्जा होती है?
(i) गतिज ऊर्जा
(ii) स्थितिज ऊर्जा
(iii) रासायनिक ऊर्जा
Answer (Detailed Solution Below)
Option 3 : केवल (i)
Energy Question 9 Detailed Solution
Download Solution PDFसही उत्तर केवल (i) है।
Key Points
- घर्षणरहित, क्षैतिज सतह पर लुढ़कने वाला एक पत्थर अपनी गति के कारण ऊर्जा रखता है, जिसे गतिज ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है।
- गतिज ऊर्जा सूत्र KE = 1/2 mv² द्वारा दी जाती है, जहाँ m वस्तु का द्रव्यमान है और v इसका वेग है।
- चूँकि, सतह पूर्णतः क्षैतिज और घर्षणरहित है, इसलिए घर्षण या गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध कोई कार्य नहीं किया जा रहा है, और इसलिए इस गति में कोई स्थितिज ऊर्जा शामिल नहीं है।
- रासायनिक ऊर्जा रासायनिक बंधों में संचित स्थितिज ऊर्जा का एक रूप है, जो पत्थर की गति से असंबंधित है।
- इस प्रकार, पत्थर अपनी गति के कारण केवल गतिज ऊर्जा रखता है।
Additional Information
- गतिज ऊर्जा (KE):
- गतिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु में उसकी गति के कारण होती है।
- यह वस्तु के द्रव्यमान और उसके वेग के वर्ग दोनों पर निर्भर करती है, सूत्र KE = 1/2 mv² के अनुसार।
- यह एक अदिश राशि है और इसका मान हमेशा धनात्मक होता है।
- स्थितिज ऊर्जा (PE):
- स्थितिज ऊर्जा किसी वस्तु में बल क्षेत्र, जैसे गुरुत्वाकर्षण या प्रत्यास्थ क्षेत्र में उसकी स्थिति के कारण संचित ऊर्जा है।
- ऊँचाई h पर स्थित पिंड के लिए, PE = mgh, जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण त्वरण है, और h ऊँचाई है।
- रासायनिक ऊर्जा:
- रासायनिक ऊर्जा अणुओं के बंधों में संचित होती है और रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान मुक्त होती है।
- इसके उदाहरणों में कोयला, लकड़ी या बैटरियों जैसे ईंधनों में संचित ऊर्जा शामिल है।
- घर्षणरहित सतह:
- एक घर्षणरहित सतह का अर्थ है कि वस्तु की गति का विरोध करने वाला कोई प्रतिरोधी बल नहीं है।
- परिणामस्वरूप, जब तक बाहरी बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है, वस्तु की गतिज ऊर्जा स्थिर रहती है।
- क्षैतिज गति:
- क्षैतिज सतह पर, गुरुत्वाकर्षण के कारण स्थितिज ऊर्जा स्थिर रहती है क्योंकि ऊँचाई में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
- यही कारण है कि प्रश्न में वर्णित गति के लिए केवल गतिज ऊर्जा प्रासंगिक है।
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निम्नलिखित में से किस स्थिति में स्थितिज ऊर्जा संचित हो रही है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 4 : रबर बैंड को खींचना
Energy Question 10 Detailed Solution
Download Solution PDFसही उत्तर रबर बैंड को खींचना है।
Key Points
- स्थितिज ऊर्जा अपनी स्थिति, अवस्था या विन्यास के कारण किसी वस्तु के अंदर संचित ऊर्जा होती है।
- जब एक रबर बैंड को खींचा जाता है, तो यह अपने विन्यास में परिवर्तन से गुजरता है, प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा को संग्रहीत करता है।
- संचित ऊर्जा खिंचाव की सीमा पर निर्भर करती है, जो सामग्री के प्रत्यास्थ गुणों द्वारा नियंत्रित होती है।
- प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा का एक प्रकार है जिसे वस्तु के अपने मूल आकार में वापस आने पर छोड़ा जा सकता है।
- यह अवधारणा विभिन्न उपकरणों में व्यापक रूप से लागू होती है, जैसे स्प्रिंग्स, गुलेल और धनुष, जो प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के भंडारण और मुक्ति पर निर्भर करते हैं।
- रबर बैंड को खींचना ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत को दर्शाता है, जहाँ स्थितिज ऊर्जा अन्य रूपों में परिवर्तित हो जाती है, जैसे कि गतिज ऊर्जा, जब इसे छोड़ा जाता है।
Additional Information
- समतल सड़क पर एक वाहन को धक्का देना
- एक वाहन को धक्का देने में गतिज ऊर्जा शामिल होती है, जो गति की ऊर्जा है, न कि स्थितिज ऊर्जा।
- यहाँ व्यय की गई ऊर्जा घर्षण बलों को दूर करने और वाहन को आगे बढ़ाने के लिए उपयोग की जाती है।
- इस परिदृश्य में सिस्टम में ऊर्जा का भंडारण शामिल नहीं है।
- एक मेज पर पेंसिल को घुमाना
- एक वाहन को धक्का देने के समान, एक पेंसिल को घुमाने में गतिज ऊर्जा शामिल होती है, स्थितिज ऊर्जा नहीं।
- ऊर्जा सतह घर्षण को दूर करने और वस्तु को स्थानांतरित करने के लिए लागू की जाती है।
- इस प्रक्रिया में कोई ऊर्जा संग्रहीत नहीं होती है।
- एक माचिस की तीली जलाना
- एक माचिस की तीली जलाना एक प्रक्रिया है जिसमें रासायनिक ऊर्जा शामिल होती है, स्थितिज ऊर्जा नहीं।
- माचिस की तीली में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा प्रज्वलित होने पर ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा के रूप में मुक्त होती है।
- यह परिदृश्य ऊर्जा के भंडारण का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, बल्कि इसके रूपांतरण का प्रतिनिधित्व करता है।
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किसी पिंड की यांत्रिक ऊर्जा में _______ शामिल होता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Option 3 : स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा दोनों
Energy Question 11 Detailed Solution
Download Solution PDFसही उत्तर स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा दोनों है।
Key Points
- यांत्रिक ऊर्जा किसी पिंड की स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा का योग होती है।
- स्थितिज ऊर्जा किसी पिंड में उसकी स्थिति या विन्यास के कारण संचित ऊर्जा को संदर्भित करती है। उदाहरण के लिए, एक ऊपर उठा हुआ पिंड गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा रखता है।
- गतिज ऊर्जा वह ऊर्जा होती है जो किसी पिंड में उसकी गति के कारण होती है। उदाहरण के लिए, एक गतिमान कार में गतिज ऊर्जा होती है।
- यदि किसी पिंड पर केवल संरक्षी बल (जैसे गुरुत्वाकर्षण बल) कार्य करते हैं, तो पिंड की कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है।
- ऊर्जा संरक्षण का नियम सुनिश्चित करता है कि यांत्रिक ऊर्जा बिना खोए स्थितिज और गतिज रूपों के बीच परिवर्तित होती रहती है।
- यह अवधारणा यांत्रिकी, इंजीनियरिंग और भौतिकी में व्यापक रूप से लागू होती है, जिससे गति, प्रणालियों और बलों का विश्लेषण करने में मदद मिलती है।
Additional Information
- केवल स्थितिज ऊर्जा
- स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा का केवल एक घटक है, जो किसी पिंड की स्थिति या विन्यास से संबंधित है।
- इसके उदाहरणों में एक खिंचा हुआ स्प्रिंग या बांध में जमा पानी शामिल हैं।
- यह गति से जुड़ी ऊर्जा के लिए हिसाब नहीं रखती है, जो यांत्रिक ऊर्जा का एक अनिवार्य हिस्सा है।
- केवल ऊष्मा ऊर्जा
- ऊष्मा ऊर्जा (या तापीय ऊर्जा) किसी पदार्थ के भीतर कणों की गति से जुड़ी होती है और यह यांत्रिक ऊर्जा का घटक नहीं है।
- यह घर्षण जैसी प्रक्रियाओं के कारण उत्पन्न होती है और इसे अक्सर यांत्रिक प्रणालियों में ऊर्जा हानि का एक रूप माना जाता है।
- ऊष्मा ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह स्थिति या गति के कारण नहीं है।
- केवल गतिज ऊर्जा
- गतिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा का केवल एक घटक है, जो गति की ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है।
- उदाहरण के लिए, एक लुढ़कने वाली गेंद में गतिज ऊर्जा होती है, लेकिन अगर यह ऊँचाई पर है, तो इसमें स्थितिज ऊर्जा भी होगी, जो कुल यांत्रिक ऊर्जा बनाती है।
- स्थितिज और गतिज ऊर्जा दोनों को ध्यान में रखे बिना यांत्रिक ऊर्जा अधूरी है।
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Energy Question 12:
एक जेट इंजन किसके संरक्षण के सिद्धान्त पर काम करता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 4 : रैखिक संवेग
Energy Question 12 Detailed Solution
सही उत्तर रैखिक संवेग है।
Key Points
- एक जेट इंजन रैखिक संवेग संरक्षण के सिद्धांत पर काम करता है, जो बताता है कि जब किसी बाहरी बल द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाता है, तो किसी निकाय का कुल संवेग स्थिर रहता है।
- एक जेट इंजन में, हवा को संपीड़ित किया जाता है, ईंधन के साथ मिलाया जाता है, प्रज्वलित किया जाता है, और फिर उच्च गति से बाहर निकाला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन की आगे की गति (प्रणोद) होती है।
- इंजन से निकाले गए उच्च-गति वाले निकास गैसों द्वारा एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया (प्रणोद) उत्पन्न होती है, जो न्यूटन के गति के तीसरे नियम का पालन करती है, जो सीधे रैखिक संवेग के संरक्षण से संबंधित है।
- यह सिद्धांत सभी प्रणोदन प्रणालियों के कामकाज में महत्वपूर्ण है, जिसमें जेट इंजन, रॉकेट और अन्य वाहन शामिल हैं जो गति उत्पन्न करने के लिए निकाले गए गैसों पर निर्भर करते हैं।
Additional Information
- रैखिक संवेग: किसी वस्तु के द्रव्यमान और वेग का गुणनफल। रैखिक संवेग के संरक्षण का नियम कहता है कि एक बंद तंत्र में, किसी घटना से पहले और बाद में कुल संवेग समान होता है, बशर्ते कि कोई बाहरी बल कार्य न करे।
- एक जेट इंजन का संचालन गति के न्यूटन के तीसरे नियम का एक उत्कृष्ट उदाहरण है, जो कहता है कि प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। निकास गैसों का निष्कासन (क्रिया) विपरीत दिशा (प्रतिक्रिया) में जेट की गति में परिणाम देता है।
- जेट इंजन, जिसमें टर्बोफैन और टर्बोजेट शामिल हैं, प्रणोद उत्पन्न करने के लिए हवा के तेजी से निष्कासन पर निर्भर करते हैं, जो अनिवार्य रूप से रैखिक संवेग संरक्षण का एक प्रत्यक्ष अनुप्रयोग है।
- इसके विपरीत, कोणीय संवेग घूर्णी गति से संबंधित है, और जबकि यह टर्बाइनों जैसी प्रणालियों में महत्वपूर्ण है, यह जेट इंजन संचालन के पीछे प्राथमिक सिद्धांत नहीं है।
- ऊर्जा संरक्षण जेट इंजनों में भी भूमिका निभाता है, खासकर ईंधन दक्षता और थर्मल प्रबंधन के संदर्भ में, लेकिन रैखिक संवेग प्रणोद उत्पन्न करने के लिए प्राथमिक सिद्धांत है।
- द्रव्यमान-वेग और द्रव्यमान-ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत विभिन्न भौतिक प्रणालियों में भी महत्वपूर्ण हैं, लेकिन जेट इंजनों में प्रणोद तंत्र पर सीधे लागू नहीं होते हैं।
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Energy Question 13:
जब 1 किलो कोयले को जलाया जाता है तो कितनी ऊर्जा निकलती है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 1 : 3 × 107 J
Energy Question 13 Detailed Solution
सही उत्तर 1) 3 × 107 J है।
Key Points
- 1 किलो कोयले के जलने से लगभग 3 × 107 जूल ऊर्जा उत्पन्न होती है।
- यह ऊर्जा की मात्रा 30 मेगाजूल के बराबर है।
- कोयला एक जीवाश्म ईंधन है जिसमें कार्बन की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो जलने पर ऊर्जा छोड़ता है।
- कोयले में ऊर्जा की मात्रा कोयले के प्रकार और गुणवत्ता के आधार पर भिन्न हो सकती है।
- अपनी उच्च ऊर्जा सामग्री और उपलब्धता के कारण कोयला विद्युत उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
Additional Information
- कोयले के प्रकार:
- ऐन्थ्रेसाइट: कोयले का उच्चतम श्रेणी, जिसमें उच्चतम कार्बन सामग्री और ऊर्जा होती है।
- बिटुमिनस: उच्च ताप मान वाला कोयले का एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार।
- उप-बिटुमिनस: बिटुमिनस कोयले की तुलना में कम ताप मान और कार्बन सामग्री होती है।
- लिग्नाइट: जिसे भूरा कोयला भी कहा जाता है, इसमें सबसे कम कार्बन सामग्री और ऊर्जा होती है।
- दहन प्रक्रिया:
- दहन के दौरान, कोयला ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा उत्पन्न करता है।
- पूर्ण दहन के लिए अधिकतम ऊर्जा मुक्ति सुनिश्चित करने के लिए ऑक्सीजन की पर्याप्त आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
- पर्यावरणीय प्रभाव:
- कोयले को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), एक ग्रीनहाउस गैस निकलती है जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करती है।
- यह सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) जैसे प्रदूषक भी छोड़ता है, जो एसिड वर्षा और श्वसन संबंधी समस्याओं का कारण बन सकते हैं।
- वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत:
- जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने के लिए सौर, पवन, जलविद्युत और भूतापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को बढ़ावा दिया जा रहा है।
- ये स्रोत अधिक टिकाऊ हैं और कोयले की तुलना में इनका पर्यावरणीय प्रभाव कम है।
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Energy Question 14:
एक बिजली के बल्ब में, विद्युत ऊर्जा का रूपांतरण किस ऊर्जा में होता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Option 3 : प्रकाश
Energy Question 14 Detailed Solution
सही उत्तर प्रकाश है।
Key Points
- एक बिजली का बल्ब विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में बदलता है, जो बल्ब का प्राथमिक कार्य है।
- जब बल्ब में से विद्युत धारा गुजरती है, तो उसके अंदर का तंतु गर्म हो जाता है, जिससे तापदीप्ति के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न होता है।
- तापदीप्ति अपने तापमान के कारण किसी गर्म वस्तु से प्रकाश का उत्सर्जन है।
- जबकि प्राथमिक ऊर्जा रूपांतरण प्रकाश में है, लेकिन काफी मात्रा में ऊर्जा ऊष्मा में भी परिवर्तित हो जाती है।
- यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत अकुशल है, क्योंकि पारंपरिक तापदीप्त बल्ब केवल लगभग 10% विद्युत ऊर्जा को दृश्य प्रकाश में बदलते हैं।
Additional Information
- तापदीप्त बल्ब:
- थॉमस एडिसन द्वारा आविष्कार किए गए, ये 19वीं सदी के अंत से व्यापक रूप से उपयोग किए जा रहे हैं।
- ये एक टंगस्टन तंतु से विद्युत धारा प्रवाहित करके काम करते हैं, जो प्रकाश उत्पन्न करने के लिए गर्म होता है।
- अपनी लोकप्रियता के बावजूद, उनकी अकुशलता के कारण कई देशों में उन्हें चरणबद्ध तरीके से समाप्त किया जा रहा है।
- ऊर्जा-कुशल विकल्प:
- कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप (CFLs) और प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LEDs) अधिक कुशल विकल्प हैं।
- विशेष रूप से, LEDs विद्युत ऊर्जा का उच्च प्रतिशत प्रकाश में बदलते हैं और इनका जीवनकाल लंबा होता है।
- ऊष्मा उत्पादन:
- प्रकाश के अलावा, तापदीप्त बल्ब बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं, यही कारण है कि उपयोग में होने पर वे स्पर्श करने के लिए गर्म होते हैं।
- यह ऊष्मा उत्पादन एक महत्वपूर्ण ऊर्जा हानि है और उनकी अकुशलता में योगदान करती है।
- ऐतिहासिक प्रभाव:
- बिजली के बल्ब के आविष्कार ने इनडोर प्रकाश व्यवस्था में क्रांति ला दी और दिन के उजाले से परे उत्पादक घंटों का विस्तार किया।
- इसने आधुनिक विद्युत अवसंरचना के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
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Energy Question 15:
8 किलोग्राम द्रव्यमान की एक वस्तु की स्थितिज ऊर्जा, जब वह जमीन से 5 मीटर की ऊंचाई पर है, होगी (g SI इकाई में गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है):
Answer (Detailed Solution Below)
Option 2 : 40 g J
Energy Question 15 Detailed Solution
सही उत्तर 200 g J है।Key Points
- स्थितिज ऊर्जा (PE) की गणना करने का सूत्र PE = mgh है, जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वीय त्वरण है, और h ऊँचाई है।
- दिया गया है: द्रव्यमान (m) = 8 किग्रा, ऊँचाई (h) = 5 मीटर, और g (गुरुत्वीय त्वरण) = 9.8 m/s²
- मानों को प्रतिस्थापित करना: PE = 8 किग्रा * 9.8 m/s² * 5 m
- स्थितिज ऊर्जा = 392 जूल
- चूँकि g को एक कारक के रूप में दर्शाया गया है, इसलिए g के संदर्भ में स्थितिज ऊर्जा 200 g J है (जहाँ g = 9.8 m/s²)
Additional Information
- स्थितिज ऊर्जा (PE):
- स्थितिज ऊर्जा अन्य वस्तुओं के सापेक्ष अपनी स्थिति के कारण किसी वस्तु द्वारा धारित ऊर्जा है।
- गुरुत्वाकर्षण के संदर्भ में, यह जमीन से ऊपर इसकी ऊँचाई के कारण किसी वस्तु के पास मौजूद ऊर्जा है।
- गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा:
- यह स्थितिज ऊर्जा का एक रूप है जो किसी वस्तु की ऊँचाई और उस पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल से संबंधित है।
- PE = mgh के रूप में व्यक्त किया गया है, जहाँ m द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण का त्वरण है, और h संदर्भ बिंदु से ऊँचाई है।
- गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g):
- यह वह त्वरण है जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण वस्तुओं को दिया जाता है।
- g का मान पृथ्वी की सतह के पास लगभग 9.8 m/s² है।
- SI मात्रक:
- अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) मीट्रिक प्रणाली का आधुनिक रूप है।
- इस संदर्भ में, द्रव्यमान किलोग्राम (kg ) में, ऊँचाई मीटर (m) में और स्थितिज ऊर्जा जूल (J) में मापी जाती है।
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