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Power Questions in Hindi

Class 11 Physics · Work, Energy, Power and Collision · Power

180+

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100%

With Solutions

Showing 26 of 180 questions in Hindi

151
MediumMCQ
पानी $25 \ m$ की ऊँचाई से टर्बाइन के ब्लेड पर गिर रहा है। प्रति मिनट $3 \times 10^3 \ kg$ पानी ब्लेड पर गिरता है। यदि पूरी ऊर्जा टर्बाइन को स्थानांतरित कर दी जाती है,तो प्राप्त शक्ति (power) है: ($W$ में)
A
$12250$
B
$16250$
C
$8250$
D
$20250$

Solution

(A) शक्ति को कार्य करने की दर या ऊर्जा स्थानांतरण की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
ऊँचाई,$h = 25 \ m$
पानी का द्रव्यमान,$m = 3 \times 10^3 \ kg$
समय,$t = 1 \ minute = 60 \ s$
गुरुत्वीय त्वरण,$g = 9.8 \ m/s^2$
टर्बाइन के लिए शक्ति,$P = \frac{mgh}{t}$
मान रखने पर:
$P = \frac{3 \times 10^3 \times 9.8 \times 25}{60}$
$P = 50 \times 9.8 \times 25$
$P = 12250 \ W$.
152
EasyMCQ
एक इंजन $20 kW$ की शक्ति विकसित करता है। $200 kg$ द्रव्यमान को $40 m$ की ऊँचाई तक उठाने में कितना समय लगेगा ($s$ में)? $(g=10 m s^{-2})$
A
$4$
B
$5$
C
$8$
D
$10$

Solution

(A) शक्ति को कार्य करने की दर या ऊर्जा स्थानांतरण की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$P = \frac{W}{t} = \frac{mgh}{t}$
दिया गया है:
शक्ति,$P = 20 kW = 20,000 W$
द्रव्यमान,$m = 200 kg$
ऊँचाई,$h = 40 m$
गुरुत्वीय त्वरण,$g = 10 m s^{-2}$
समय $t$ के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर:
$t = \frac{mgh}{P}$
मान रखने पर:
$t = \frac{200 \times 10 \times 40}{20,000}$
$t = \frac{80,000}{20,000}$
$t = 4 s$
153
EasyMCQ
यदि किसी पिंड पर बल $F$ लगाया जाता है और वह $v$ वेग से गति करता है,तो शक्ति (power) होगी
A
$F \cdot v$
B
$F / v$
C
$F / v^2$
D
$F \cdot v^2$

Solution

(A) हम जानते हैं कि शक्ति $P$ को कार्य करने की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$P = \frac{dW}{dt}$
चूंकि किया गया कार्य $W = F \cdot s$ (जहाँ $s$ विस्थापन है),
$P = \frac{d}{dt}(F \cdot s)$
यदि बल $F$ स्थिर है,तो
$P = F \cdot \frac{ds}{dt}$
चूंकि वेग $v = \frac{ds}{dt}$ है,इसलिए हमें प्राप्त होता है:
$P = F \cdot v$
154
EasyMCQ
जब $(2 \hat{i}+3 \hat{j}+4 \hat{k}) \text{ N}$ का बल एक पिंड पर $4 \text{ s}$ के लिए कार्य करता है, जिससे $(3 \hat{i}+4 \hat{j}+5 \hat{k}) \text{ m}$ का विस्थापन उत्पन्न होता है, तो प्रयुक्त शक्ति क्या है ($\text{ W}$ में)?
A
$9.5$
B
$7.5$
C
$6.5$
D
$4.5$

Solution

(A) दिया गया है: बल $\vec{F} = (2 \hat{i} + 3 \hat{j} + 4 \hat{k}) \text{ N}$, विस्थापन $\vec{s} = (3 \hat{i} + 4 \hat{j} + 5 \hat{k}) \text{ m}$, समय $t = 4 \text{ s}$.
औसत वेग $\vec{v} = \frac{\vec{s}}{t} = \frac{1}{4}(3 \hat{i} + 4 \hat{j} + 5 \hat{k}) \text{ m/s}$.
शक्ति $P = \vec{F} \cdot \vec{v}$.
$P = (2 \hat{i} + 3 \hat{j} + 4 \hat{k}) \cdot \frac{1}{4}(3 \hat{i} + 4 \hat{j} + 5 \hat{k})$.
$P = \frac{1}{4} [(2 \times 3) + (3 \times 4) + (4 \times 5)]$.
$P = \frac{1}{4} [6 + 12 + 20] = \frac{38}{4} = 9.5 \text{ W}$.
155
MediumMCQ
एक स्वचालित बंदूक $360 \,km/h$ की गति से प्रति मिनट $360$ गोलियां दागती है। यदि प्रत्येक गोली का वजन $20 \,g$ है,तो बंदूक की शक्ति क्या है ($\,W$ में)?
A
$75$
B
$150$
C
$300$
D
$600$

Solution

(D) प्रत्येक गोली की गति,$v = 360 \,km/h = 360 \times \frac{5}{18} \,m/s = 100 \,m/s$.
प्रति मिनट दागी गई गोलियों की संख्या,$N = 360$.
प्रत्येक गोली का द्रव्यमान,$m = 20 \,g = 0.02 \,kg$.
एक गोली की गतिज ऊर्जा,$K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \times 0.02 \times (100)^2 = 0.01 \times 10000 = 100 \,J$.
$360$ गोलियों की कुल गतिज ऊर्जा,$E = N \times K = 360 \times 100 = 36000 \,J$.
बंदूक की शक्ति प्रति इकाई समय में दी गई कुल ऊर्जा है,$P = \frac{E}{t}$.
चूंकि $t = 1 \,minute = 60 \,s$,इसलिए $P = \frac{36000 \,J}{60 \,s} = 600 \,W$.
156
MediumMCQ
एक इलेक्ट्रिक मोटर एक केबल पर $50 \,N$ का बल लगाती है और उसे $1 \,min$ में $60 \,m$ तक खींचती है। मोटर द्वारा आपूर्ति की गई शक्ति है ($\,W$ में)
A
$50$
B
$3000$
C
$1$
D
$100$

Solution

(A) इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा लगाया गया बल,$F = 50 \,N$.
विस्थापन,$s = 60 \,m$.
समय,$t = 1 \,min = 60 \,s$.
मोटर द्वारा किया गया कार्य $W = F \times s = 50 \,N \times 60 \,m = 3000 \,J$ है।
शक्ति कार्य करने की दर है,$P = \frac{W}{t}$.
मान रखने पर,$P = \frac{3000 \,J}{60 \,s} = 50 \,W$.
अतः,मोटर द्वारा आपूर्ति की गई शक्ति $50 \,W$ है।
157
EasyMCQ
$(60 \hat{i} + 15 \hat{j} - 3 \hat{k}) \text{ N}$ का बल एक कण में $(2 \hat{i} - 4 \hat{j} + 5 \hat{k}) \text{ m/s}$ का वेग उत्पन्न करता है। उस समय शक्ति (power) का मान क्या होगा ($\text{ W}$ में)?
A
$45$
B
$95$
C
$75$
D
$100$

Solution

(A) शक्ति $(P)$ को बल $(\vec{F})$ और वेग $(\vec{v})$ के अदिश गुणनफल (dot product) के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$P = \vec{F} \cdot \vec{v}$
दिया गया है:
$\vec{F} = (60 \hat{i} + 15 \hat{j} - 3 \hat{k}) \text{ N}$
$\vec{v} = (2 \hat{i} - 4 \hat{j} + 5 \hat{k}) \text{ m/s}$
अदिश गुणनफल की गणना करने पर:
$P = (60 \times 2) + (15 \times -4) + (-3 \times 5)$
$P = 120 - 60 - 15$
$P = 60 - 15 = 45 \text{ W}$
अतः,शक्ति का मान $45 \text{ W}$ है।
158
MediumMCQ
$2.5 \ m$ त्रिज्या वाले एक बेलनाकार कुएं में तल से $14 \ m$ की ऊंचाई तक पानी भरा है। यदि जल स्तर कुएं के ऊपरी सिरे से $6 \ m$ की गहराई पर है,तो $10 \ HP$ की मोटर का उपयोग करके कुएं को खाली करने में लगा समय (मिनट में) लगभग कितना होगा? ($g = 10 \ m/s^2$ लें)
A
$30$
B
$80$
C
$98$
D
$90$

Solution

(B) कुएं की कुल गहराई $6 \ m + 14 \ m = 20 \ m$ है। मान लीजिए कि ऊपरी सतह से $x$ दूरी पर एक छोटा आयतन अवयव $dx$ है। इस अवयव का द्रव्यमान $dm = \rho dV = \rho \pi r^2 dx$ है।
इस अवयव को ऊपर तक उठाने के लिए आवश्यक स्थितिज ऊर्जा $dU = dm \cdot g \cdot x = \rho \pi r^2 g x dx$ है।
कुल कार्य $W$ ज्ञात करने के लिए $x = 6 \ m$ से $x = 20 \ m$ तक समाकलन करने पर:
$W = \int_{6}^{20} \rho \pi r^2 g x dx = \rho \pi r^2 g \left[ \frac{x^2}{2} \right]_{6}^{20} = \rho \pi r^2 g \left( \frac{400 - 36}{2} \right) = \rho \pi r^2 g (182)$.
दिया है $\rho = 10^3 \ kg/m^3$,$r = 2.5 \ m$,$g = 10 \ m/s^2$:
$W = 10^3 \times 3.14 \times (2.5)^2 \times 10 \times 182 = 35.71 \times 10^6 \ J$.
शक्ति $P = 10 \ HP = 10 \times 746 \ W = 7460 \ W$.
समय $t = \frac{W}{P} = \frac{35.71 \times 10^6}{7460} \approx 4787 \ s$.
मिनट में बदलने पर: $t = \frac{4787}{60} \approx 79.78 \ min \approx 80 \ min$.
अतः,सही विकल्प $B$ है।
Solution diagram
159
EasyMCQ
$50 \,kg$ $\text{द्रव्यमान की एक लड़की झूले पर झूल रही है। यदि वह ऊर्ध्वाधर के साथ } 60^{\circ} \text{ का कोण बनाने वाली दिशा में } 2 \,ms^{-1} \text{ के वेग से गति करती है, तो गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा उत्पन्न शक्ति क्या होगी? } \left(g=9.8 \,ms^{-2}\right)$
A
$245 \,W$
B
$490 \sqrt{2} \,W$
C
$490 \sqrt{3} \,W$
D
$980 \,W$

Solution

(C) $\text{शक्ति } P \text{ जो बल } \vec{F} \text{ और वेग } \vec{v} \text{ के अदिश गुणनफल द्वारा दी जाती है, वह } P = \vec{F} \cdot \vec{v} = Fv \cos \theta \text{ है, जहाँ } \theta \text{ बल और वेग के बीच का कोण है।}
\text{यहाँ, गुरुत्वाकर्षण बल } \vec{F} = m\vec{g} \text{ ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर कार्य करता है।}
\text{वेग सदिश } \vec{v} \text{ ऊर्ध्वाधर के साथ } 60^{\circ} \text{ का कोण बनाता है।}
\text{अतः, बल और वेग के बीच का कोण } \theta = 180^{\circ} - 60^{\circ} = 120^{\circ} \text{ होगा।}
\text{दिया गया है: } m = 50 \,kg, v = 2 \,ms^{-1}, g = 9.8 \,ms^{-2}.
P = mgv \cos(120^{\circ})
P = 50 \times 9.8 \times 2 \times (-0.5)
P = 980 \times (-0.5) = -490 \,W.
\text{गुरुत्वाकर्षण द्वारा उत्पन्न शक्ति का परिमाण } 490 \,W \text{ है।}$
Solution diagram
160
MediumMCQ
$50 \ kg$ द्रव्यमान का एक व्यक्ति $10 \ s$ के समय में $20 \ m$ की ऊँचाई तक एक वस्तु ले जाता है। इस प्रक्रिया में व्यक्ति द्वारा उपयोग की गई शक्ति $2000 \ W$ है,तो व्यक्ति द्वारा ले जाई गई वस्तु का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए ($g = 10 \ m/s^2$ लें)। ($kg$ में)
A
$100$
B
$25$
C
$50$
D
$10$

Solution

(C) शक्ति $P$ को प्रति इकाई समय में किए गए कार्य $W$ के रूप में परिभाषित किया जाता है,जो $P = \frac{W}{t}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ,किया गया कार्य व्यक्ति और वस्तु को उठाने के लिए गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध है: $W = (m + M)gh$,जहाँ $m$ वस्तु का द्रव्यमान है और $M$ व्यक्ति का द्रव्यमान है।
दिया गया है: $P = 2000 \ W$,$M = 50 \ kg$,$h = 20 \ m$,$t = 10 \ s$,और $g = 10 \ m/s^2$.
शक्ति के सूत्र में मान रखने पर: $P = \frac{(m + M)gh}{t}$.
$2000 = \frac{(m + 50) \times 10 \times 20}{10}$.
$2000 = (m + 50) \times 20$.
दोनों पक्षों को $20$ से विभाजित करने पर: $100 = m + 50$.
अतः,$m = 100 - 50 = 50 \ kg$.
161
MediumMCQ
$600 W$ रेटेड एक पानी के पंप की दक्षता $95 \%$ है। यदि इसका उपयोग $60 m$ की ऊर्ध्वाधर दूरी तक पानी उठाने के लिए किया जाता है,तो $20$ मिनट में खींचे गए पानी का आयतन क्या होगा ($m^3$ में)? [पानी का घनत्व $= 1000 kg/m^3$,$g = 10 m/s^2$ का उपयोग करें]
A
$1.14$
B
$2.24$
C
$11.4$
D
$22.4$

Solution

(A) पानी उठाने के लिए पंप की प्रभावी शक्ति $P_p$ उसकी दक्षता $\eta$ और उसकी रेटेड शक्ति $P_{\text{rated}}$ के गुणनफल के बराबर होती है।
$P_p = \eta \times P_{\text{rated}} = 0.95 \times 600 W = 570 W$.
$t$ समय में $h$ ऊंचाई तक $V$ आयतन के पानी को उठाने के लिए आवश्यक शक्ति $P_p = \frac{mgh}{t} = \frac{\rho V gh}{t}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $\rho$ पानी का घनत्व है।
दिया गया है: $\rho = 1000 kg/m^3$,$g = 10 m/s^2$,$h = 60 m$,और $t = 20 \text{ मिनट} = 20 \times 60 s = 1200 s$.
मान रखने पर: $570 = \frac{1000 \times V \times 10 \times 60}{1200}$.
$570 = \frac{600000 \times V}{1200} = 500 \times V$.
$V = \frac{570}{500} = 1.14 m^3$.
162
EasyMCQ
$\text{एक इमारत के भूतल पर लगा एक पंप } 30 \,min \text{ में } 36 \,m^3 \text{ आयतन की टंकी को भरने के लिए पानी ऊपर चढ़ा सकता है। यदि टंकी जमीन से } 50 \,m \text{ ऊपर है, और पंप द्वारा खपत की गई विद्युत शक्ति } 40 \,kW \text{ है, तो पंप की दक्षता क्या है } (\% \text{ में)? } (g=10 \,m / s^2 \text{ और पानी का घनत्व } =1000 \,kg / m^3 \text{ लें)}$
A
$30$
B
$25$
C
$33$
D
$40$

Solution

(B) $\text{दिया गया है:}
\text{पानी का आयतन } V = 36 \,m^3
\text{समय } t = 30 \,min = 30 \times 60 \,s = 1800 \,s
\text{ऊंचाई } h = 50 \,m
\text{इनपुट शक्ति } P_{\text{in}} = 40 \,kW = 40,000 \,W
\text{पानी का घनत्व } \rho = 1000 \,kg/m^3
\text{गुरुत्वीय त्वरण } g = 10 \,m/s^2
\text{पानी का द्रव्यमान } m = V \times \rho = 36 \times 1000 = 36,000 \,kg
\text{पानी को ऊपर उठाने में किया गया कार्य } W = mgh = 36,000 \times 10 \times 50 = 18,000,000 \,J
\text{आउटपुट शक्ति } P_{\text{out}} = \frac{W}{t} = \frac{18,000,000}{1800} = 10,000 \,W = 10 \,kW
\text{दक्षता } \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \times 100\% = \frac{10,000}{40,000} \times 100\% = 25\%$
163
MediumMCQ
एक इंजन $5000 \ kg$ के द्रव्यमान को $5 \ ms^{-1}$ के वेग से $1$ में $50$ के झुकाव वाले एक चिकने नत समतल (inclined plane) पर खींच रहा है। तो इंजन की शक्ति क्या है ($kW$ में)?
A
$5$
B
$2.5$
C
$10$
D
$25$

Solution

(A) इंजन एक नत समतल पर द्रव्यमान को एकसमान वेग से ऊपर खींच रहा है। द्रव्यमान को समतल पर ऊपर ले जाने के लिए आवश्यक बल को समतल के नीचे की ओर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के घटक को संतुलित करना होगा।
बल $F = mg \sin \theta$.
यह दिया गया है कि झुकाव $1$ में $50$ है,इसलिए $\sin \theta = 1/50$ है।
$g = 10 \ ms^{-2}$ लेने पर,बल $F = 5000 \times 10 \times (1/50) = 1000 \ N$ प्राप्त होता है।
शक्ति $P = F \times v$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $v = 5 \ ms^{-1}$ है।
$P = 1000 \ N \times 5 \ ms^{-1} = 5000 \ W = 5 \ kW$।
Solution diagram
164
EasyMCQ
एक वस्तु स्थिर शक्ति के स्रोत के प्रभाव में एक सीधी रेखा में गति कर रही है। यदि $v$ और $t$ क्रमशः वेग और समय हैं,तो
A
$v \propto t^2$
B
$v \propto t^{\frac{1}{2}}$
C
$v \propto t$
D
$v \propto t^{\frac{3}{2}}$

Solution

(B) शक्ति $P$ कार्य करने की दर है,जिसे $P = F \cdot v$ द्वारा परिभाषित किया जाता है।
चूंकि $F = m \cdot a = m \frac{dv}{dt}$,इसलिए $P = m \frac{dv}{dt} \cdot v$ है।
पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें $P \cdot dt = m \cdot v \cdot dv$ प्राप्त होता है।
दोनों पक्षों का समाकलन करने पर,$\int_{0}^{t} P \cdot dt = \int_{0}^{v} m \cdot v \cdot dv$।
चूंकि $P$ और $m$ स्थिर हैं,इसलिए $P \cdot t = m \cdot \frac{v^2}{2}$ प्राप्त होता है।
$v$ के लिए हल करने पर,$v^2 = \frac{2Pt}{m}$,जिसका अर्थ है कि $v = \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot t^{\frac{1}{2}}$।
अतः,$v \propto t^{\frac{1}{2}}$।
165
MediumMCQ
$15 \,kg$ द्रव्यमान के एक पिंड पर एक बल कार्य करता है, जो प्रारंभ में विरामावस्था में है। यदि तीसरे सेकंड के अंत में बल के कारण तात्क्षणिक शक्ति $5 \,W$ है, तो $4 \,s$ के अंत में तात्क्षणिक शक्ति ($W$ में) क्या होगी?
A
$6.33$
B
$6.67$
C
$6.29$
D
$6.94$

Solution

(B) दिया गया है: द्रव्यमान $m = 15 \,kg$, प्रारंभिक वेग $u = 0$।
$t = 3 \,s$ पर, शक्ति $P = 5 \,W$।
चूंकि $P = F \cdot v$ और $v = at = (F/m)t$, इसलिए $P = F \cdot (F/m)t = (F^2/m)t$।
मान रखने पर: $5 = (F^2 / 15) \times 3$।
$F^2 = (5 \times 15) / 3 = 25$, अतः $F = 5 \,N$।
अब, $t = 4 \,s$ पर, वेग $v' = (F/m)t = (5/15) \times 4 = 4/3 \,m/s$।
तात्क्षणिक शक्ति $P' = F \cdot v' = 5 \times (4/3) = 20/3 \,W \approx 6.67 \,W$।
166
EasyMCQ
$1200 \,kg$ द्रव्यमान वाली एक कार (चालक के साथ) $2 \,m/s^2$ के निरंतर त्वरण के साथ चल रही है। जिस क्षण गति $20 \,m/s$ तक पहुँचती है,उस क्षण इंजन कितनी शक्ति उत्पन्न करता है ($\,W$ में)? (मान लें कि कार और सड़क के बीच घर्षण गुणांक $0.5$ है और $g = 10 \,m/s^2$ है)।
A
$48000$
B
$120000$
C
$168000$
D
$288000$

Solution

(C) इंजन द्वारा उत्पन्न शक्ति को घर्षण बल को दूर करना चाहिए और कार को आवश्यक त्वरण प्रदान करना चाहिए।
सबसे पहले,घर्षण बल $(f)$ की गणना करें:
$f = \mu m g = 0.5 \times 1200 \times 10 = 6000 \,N$
इसके बाद,त्वरण के लिए आवश्यक बल $(F_a)$ की गणना करें:
$F_a = m a = 1200 \times 2 = 2400 \,N$
इंजन द्वारा उत्पन्न कुल बल $(F_T)$ घर्षण बल और त्वरण बल का योग है:
$F_T = f + F_a = 6000 + 2400 = 8400 \,N$
अंत में,$P = F_T v$ सूत्र का उपयोग करके शक्ति $(P)$ की गणना करें,जहाँ $v = 20 \,m/s$ है:
$P = 8400 \times 20 = 168000 \,W$
Solution diagram
167
DifficultMCQ
$m$ द्रव्यमान वाली एक कार,जिसे नियत शक्ति $P$ के साथ शुरुआती बिंदु से एक निश्चित दूरी तक चलाया जाता है,उसका वेग $v$ किस प्रकार संबंधित है?
A
$v \propto \frac{3 P}{m}$
B
$v^2 \propto \frac{3 P}{m}$
C
$v^3 \propto \frac{2 P}{m}$
D
$v \propto \left(\frac{3 P}{m}\right)^2$

Solution

(C) शक्ति $P$ को कार्य करने की दर के रूप में परिभाषित किया गया है,$P = \frac{dW}{dt} = Fv = (ma)v = m \left(\frac{dv}{dt}\right) v$.
चूंकि $P$ नियत है,हमारे पास $P dt = mv dv$ है।
दोनों पक्षों का $t=0$ से $t$ और $v=0$ से $v$ तक समाकलन करने पर,$Pt = \frac{1}{2}mv^2$ प्राप्त होता है।
अतः,$v^2 = \frac{2Pt}{m}$.
साथ ही,$v = \frac{dx}{dt}$,इसलिए $\frac{dx}{dt} = \sqrt{\frac{2P}{m}} t^{1/2}$.
$t$ के सापेक्ष समाकलन करने पर,$x = \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot \frac{2}{3} t^{3/2}$,जिसका अर्थ है $t^{3/2} \propto x \Rightarrow t \propto x^{2/3}$.
$t$ का मान वेग समीकरण में रखने पर: $v^2 \propto t \propto x^{2/3}$,इसलिए $v \propto x^{1/3}$.
हालाँकि,एक निश्चित दूरी $x$ पर $v$ और $P$ के बीच संबंध को देखते हुए,$v^3 \propto P$ प्राप्त होता है। अतः,$v^3 \propto \frac{P}{m}$.
168
DifficultMCQ
मशीन गन प्रति मिनट $240$ गोलियां दागती है। यदि प्रत्येक गोली का द्रव्यमान $10 \ g$ है और गोलियों का वेग $600 \ ms^{-1}$ है,तो गन की शक्ति ($kW$ में) क्या है?
A
$43200$
B
$432$
C
$72$
D
$7.2$

Solution

(D) गन की शक्ति वह दर है जिस पर गोलियों को गतिज ऊर्जा प्रदान की जाती है।
प्रति सेकंड गोलियों की संख्या $n = \frac{240}{60} = 4 \ s^{-1}$ है।
प्रत्येक गोली का द्रव्यमान $m = 10 \ g = 10 \times 10^{-3} \ kg = 0.01 \ kg$ है।
प्रत्येक गोली का वेग $v = 600 \ ms^{-1}$ है।
एक गोली की गतिज ऊर्जा $K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \times 0.01 \times (600)^2 = 0.005 \times 360000 = 1800 \ J$ है।
शक्ति $P = n \times K = 4 \times 1800 = 7200 \ W$ है।
$kW$ में बदलने पर,$P = \frac{7200}{1000} \ kW = 7.2 \ kW$ है।
169
DifficultMCQ
$2 \,kg$ द्रव्यमान का एक पिंड विरामावस्था से चलना शुरू करता है और एकसमान त्वरण के साथ गति करता है। यह $4 \,s$ में $20 \,ms^{-1}$ का वेग प्राप्त कर लेता है। $2 \,s$ पर पिंड पर लगाया गया शक्ति (वाट में) है
A
$50$
B
$100$
C
$150$
D
$200$

Solution

(B) दिया गया है: द्रव्यमान $m = 2 \,kg$, प्रारंभिक वेग $u = 0$, $t = 4 \,s$ पर अंतिम वेग $v = 20 \,ms^{-1}$।
सबसे पहले, $v = u + at$ समीकरण का उपयोग करके त्वरण $a$ की गणना करें:
$a = \frac{v - u}{t} = \frac{20 - 0}{4} = 5 \,ms^{-2}$।
पिंड पर कार्य करने वाला नियत बल $F = ma = 2 \,kg \times 5 \,ms^{-2} = 10 \,N$ है।
अब, $v' = u + at'$ का उपयोग करके $t' = 2 \,s$ पर पिंड का वेग $v'$ ज्ञात करें:
$v' = 0 + (5 \,ms^{-2} \times 2 \,s) = 10 \,ms^{-1}$।
$t' = 2 \,s$ पर पिंड पर आरोपित तात्क्षणिक शक्ति $P = F \times v'$ द्वारा दी जाती है:
$P = 10 \,N \times 10 \,ms^{-1} = 100 \,W$।
170
DifficultMCQ
$2.05 \times 10^6 \ kg$ द्रव्यमान वाली एक ट्रेन पर एक इंजन द्वारा लगाया गया बल उसके वेग को $5 \ minutes$ में $5 \ m/s$ से बदलकर $25 \ m/s$ कर देता है। इंजन की शक्ति क्या है ($MW$ में)?
A
$1.025$
B
$2.05$
C
$5$
D
$6$

Solution

(B) दिया गया है:
द्रव्यमान $m = 2.05 \times 10^6 \ kg$
प्रारंभिक वेग $v_1 = 5 \ m/s$
अंतिम वेग $v_2 = 25 \ m/s$
समय $t = 5 \ minutes = 5 \times 60 = 300 \ s$
शक्ति $P$ को कार्य करने की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है,जो गतिज ऊर्जा में परिवर्तन की दर के बराबर होती है:
$P = \frac{W}{t} = \frac{\Delta KE}{t}$
$P = \frac{\frac{1}{2} m (v_2^2 - v_1^2)}{t}$
मान रखने पर:
$P = \frac{1}{2} \times \frac{2.05 \times 10^6 \times (25^2 - 5^2)}{300}$
$P = \frac{1}{2} \times \frac{2.05 \times 10^6 \times (625 - 25)}{300}$
$P = \frac{1}{2} \times \frac{2.05 \times 10^6 \times 600}{300}$
$P = \frac{1}{2} \times 2.05 \times 10^6 \times 2$
$P = 2.05 \times 10^6 \ W = 2.05 \ MW$
171
EasyMCQ
एक वस्तु को एक इंजन द्वारा एक सीधी रेखा में चलाया जाता है जो निरंतर शक्ति (constant power) प्रदान करता है। समय $t$ में वस्तु द्वारा तय की गई दूरी किसके समानुपाती है?
A
$t^{1/2}$
B
$t^{3/4}$
C
$t^{3/2}$
D
$t^2$

Solution

(C) शक्ति $P$ को $P = Fv$ द्वारा दर्शाया जाता है, जहाँ $F$ बल है और $v$ वेग है。
चूँकि $P$ स्थिर है, $Fv = \text{स्थिरांक}$.
न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करते हुए, $F = ma$, इसलिए $(ma)v = \text{स्थिरांक}$.
चूँकि $a = \frac{dv}{dt}$ और $v = \frac{ds}{dt}$, हमें प्राप्त होता है $m \left(\frac{dv}{dt}\right)v = P$.
$mv \, dv = P \, dt$.
दोनों पक्षों का समाकलन करने पर: $\int mv \, dv = \int P \, dt \implies \frac{1}{2}mv^2 = Pt$.
इस प्रकार, $v^2 \propto t$, जिसका अर्थ है $v \propto t^{1/2}$.
चूँकि $v = \frac{ds}{dt}$, हमें मिलता है $\frac{ds}{dt} \propto t^{1/2}$.
समय के सापेक्ष समाकलन करने पर: $s \propto \int t^{1/2} \, dt$.
$s \propto t^{3/2}$.
172
MediumMCQ
एक पिंड विरामावस्था से,एक स्थिर शक्ति पर काम कर रहे इंजन के प्रभाव में एक सीधी रेखा में चलना शुरू करता है। समय $t$ के फलन के रूप में विस्थापन $s$ है:
A
$s=a t+b t^{2}, a$ और $b$ स्थिरांक हैं
B
$s=b t^{2}, b$ एक स्थिरांक है
C
$s=a t^{3 / 2}, a$ एक स्थिरांक है
D
$s=a t, a$ एक स्थिरांक है

Solution

(C) दिया गया है,शक्ति $(P) =$ स्थिर।
गतिज ऊर्जा $(KE) = \frac{1}{2} m v^{2}$।
हम जानते हैं कि,$P = \frac{d(KE)}{dt} = \frac{d}{dt} (\frac{1}{2} m v^{2}) = m v \frac{dv}{dt}$।
चूंकि $P$ स्थिर है,$m v \frac{dv}{dt} = P$।
समय $t$ के सापेक्ष दोनों पक्षों का समाकलन करने पर:
$\int m v dv = \int P dt \Rightarrow \frac{1}{2} m v^{2} = P t$ (मान लें कि $t=0$ पर प्रारंभिक वेग $0$ है)।
$v^{2} = \frac{2 P}{m} t \Rightarrow v = \sqrt{\frac{2 P}{m}} t^{1/2}$।
चूंकि $v = \frac{ds}{dt}$,इसलिए $\frac{ds}{dt} = \sqrt{\frac{2 P}{m}} t^{1/2}$।
$t$ के सापेक्ष समाकलन करने पर:
$s = \int \sqrt{\frac{2 P}{m}} t^{1/2} dt = \sqrt{\frac{2 P}{m}} \cdot \frac{t^{3/2}}{3/2} = \frac{2}{3} \sqrt{\frac{2 P}{m}} t^{3/2}$।
अतः,$s \propto t^{3/2}$,जिसका अर्थ है $s = a t^{3/2}$ जहाँ $a$ एक स्थिरांक है।
173
EasyMCQ
एक कण पर एक नियत शक्ति कार्य कर रही है। तो,निम्नलिखित में से कौन सी भौतिक राशि नियत रहती है?
A
चाल
B
त्वरण के परिवर्तन की दर
C
गतिज ऊर्जा
D
गतिज ऊर्जा के परिवर्तन की दर

Solution

(D) शक्ति को कार्य करने की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है,जो कण की गतिज ऊर्जा $(KE)$ के परिवर्तन की दर के बराबर होती है।
$P = \frac{dW}{dt} = \frac{d(KE)}{dt}$.
चूंकि शक्ति $(P)$ एक नियत मान है,इसलिए गतिज ऊर्जा के परिवर्तन की दर,$\frac{d(KE)}{dt}$,भी नियत होनी चाहिए।
अतः,गतिज ऊर्जा के परिवर्तन की दर नियत रहती है।
174
DifficultMCQ
एक मशीन द्वारा नियत शक्ति प्रदान करके एक बॉक्स को एक सीधी रेखा में चलाया जाता है। समय $t$ में वस्तु द्वारा तय की गई दूरी किसके समानुपाती है?
A
$t^{\frac{1}{2}}$
B
$t^{\frac{3}{4}}$
C
$t^{\frac{3}{2}}$
D
$t^2$

Solution

(C) दिया गया है कि शक्ति $P$ नियत है।
हम जानते हैं कि $P = F \cdot v = m \cdot a \cdot v = m \cdot \frac{dv}{dt} \cdot v$.
पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें $v \cdot dv = \frac{P}{m} \cdot dt$ प्राप्त होता है।
दोनों पक्षों का समाकलन करने पर,$\int v \cdot dv = \int \frac{P}{m} \cdot dt$,जिससे $\frac{v^2}{2} = \frac{P}{m} \cdot t$ प्राप्त होता है।
अतः,$v = \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot t^{\frac{1}{2}}$.
चूंकि $v = \frac{dx}{dt}$,इसलिए $\frac{dx}{dt} = \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot t^{\frac{1}{2}}$.
समय $t$ के सापेक्ष समाकलन करने पर,$x = \int \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot t^{\frac{1}{2}} \cdot dt = \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot \frac{t^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}}$.
इसलिए,$x = \frac{2}{3} \sqrt{\frac{2P}{m}} \cdot t^{\frac{3}{2}}$.
चूंकि $P$ और $m$ नियत हैं,इसलिए $x \propto t^{\frac{3}{2}}$.
175
DifficultMCQ
$2 \text{ kg}$ द्रव्यमान का एक पिंड समय पर निर्भर बल $\vec{F} = (2t\hat{i} + 6t^2\hat{j}) \text{ N}$ के प्रभाव में गति करना शुरू करता है,जहाँ $\hat{i}$ और $\hat{j}$ क्रमशः $x$ और $y$-अक्ष के अनुदिश इकाई सदिश हैं। $t = 2 \text{ s}$ पर बल द्वारा उत्पन्न शक्ति . . . . . . $\text{W}$ है।
A
$150$
B
$200$
C
$300$
D
$400$

Solution

(B) दिया गया द्रव्यमान $m = 2 \text{ kg}$ और बल $\vec{F} = (2t\hat{i} + 6t^2\hat{j}) \text{ N}$ है।
त्वरण $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m} = \frac{2t\hat{i} + 6t^2\hat{j}}{2} = (t\hat{i} + 3t^2\hat{j}) \text{ m/s}^2$.
वेग $\vec{v} = \int \vec{a} \, dt = \int (t\hat{i} + 3t^2\hat{j}) \, dt = (\frac{t^2}{2}\hat{i} + t^3\hat{j}) \text{ m/s}$ (प्रारंभिक वेग शून्य मानते हुए)।
$t = 2 \text{ s}$ पर:
बल $\vec{F} = 2(2)\hat{i} + 6(2^2)\hat{j} = (4\hat{i} + 24\hat{j}) \text{ N}$.
वेग $\vec{v} = \frac{2^2}{2}\hat{i} + 2^3\hat{j} = (2\hat{i} + 8\hat{j}) \text{ m/s}$.
शक्ति $P = \vec{F} \cdot \vec{v} = (4\hat{i} + 24\hat{j}) \cdot (2\hat{i} + 8\hat{j}) = (4 \times 2) + (24 \times 8) = 8 + 192 = 200 \text{ W}$.
176
DifficultMCQ
$1000 \text{ kg}$ द्रव्यमान को $10 \text{ s}$ में $20 \text{ m}$ की ऊँचाई तक उठाने वाली क्रेन की शक्ति क्या होगी? $(g = 9.8 \text{ ms}^{-2})$
A
$19.6 \text{ kW}$
B
$19.6 \text{ W}$
C
$39.2 \text{ kW}$
D
$39.2 \text{ W}$

Solution

(A) शक्ति $P$ को कार्य करने की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$P = \frac{W}{t} = \frac{mgh}{t}$.
दिए गए मान $m = 1000 \text{ kg}$,$h = 20 \text{ m}$,$t = 10 \text{ s}$,और $g = 9.8 \text{ ms}^{-2}$ हैं।
इन मानों को सूत्र में रखने पर:
$P = \frac{1000 \times 9.8 \times 20}{10}$
$P = 1000 \times 9.8 \times 2$
$P = 19600 \text{ W}$.
चूँकि $1 \text{ kW} = 1000 \text{ W}$,इसलिए $P = 19.6 \text{ kW}$ प्राप्त होता है।
अतः,विकल्प $A$ सही है.

Work, Energy, Power and Collision — Power · Frequently Asked Questions

1Are these Work, Energy, Power and Collision questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

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3How do I generate a question paper from this subtopic?

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