Force, work, energy, and power

Basic Concepts

  1. Q: बल क्या है? (What is force?)
    Ans: बल एक ऐसा प्रभाव है जो वस्तु को गति में लाता है या गति को बदलता है। (Force is an influence that causes an object to move or change its motion.)
  2. Q: बल की SI इकाई क्या है? (What is the SI unit of force?)
    Ans: न्यूटन। (Newton.)
  3. Q: बल का सूत्र क्या है? (What is the formula for force?)
    Ans: F=maF = maF=ma, जहां mmm द्रव्यमान और aaa त्वरण है। (Where mmm is mass and aaa is acceleration.)
  4. Q: कार्य क्या है? (What is work?)
    Ans: कार्य वह ऊर्जा है जो बल के द्वारा विस्थापन में उपयोग होती है। (Work is the energy used to displace an object under force.)
  5. Q: कार्य की SI इकाई क्या है? (What is the SI unit of work?)
    Ans: जूल। (Joule.)
  6. Q: कार्य का सूत्र क्या है? (What is the formula for work?)
    Ans: W=F⋅d⋅cos⁡θW = F \cdot d \cdot \cos \thetaW=F⋅d⋅cosθ, जहां θ\thetaθ बल और विस्थापन के बीच का कोण है। (Where θ\thetaθ is the angle between force and displacement.)
    • Q: ऊर्जा क्या है? (What is energy?)
      Ans: कार्य करने की क्षमता। (The capacity to do work.)
    • Q: ऊर्जा की SI इकाई क्या है? (What is the SI unit of energy?)
      Ans: जूल। (Joule.)
    • Q: ऊर्जा के प्रकार कौनकौन से हैं? (What are the types of energy?)
      Ans: गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा, तापीय ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा। (Kinetic, potential, thermal, and chemical energy.)
    • Q: शक्ति क्या है? (What is power?)
      Ans: कार्य करने की दर। (The rate of doing work.)
    • Q: शक्ति की SI इकाई क्या है? (What is the SI unit of power?)
      Ans: वाट। (Watt.)
    • Q: शक्ति का सूत्र क्या है? (What is the formula for power?)
      Ans: P=WtP = \frac{W}{t}P=tW​, जहां WWW कार्य और ttt समय है। (Where WWW is work and ttt is time.)
    Laws and Principles
    1. Q: न्यूटन का दूसरा नियम क्या है? (What is Newton’s second law?)
      Ans: बल द्रव्यमान और त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है। (Force equals mass times acceleration.)
    2. Q: ऊर्जा संरक्षण का नियम क्या है? (What is the law of conservation of energy?)
      Ans: ऊर्जा न तो उत्पन्न होती है और न ही नष्ट होती है, केवल रूपांतरित होती है। (Energy can neither be created nor destroyed, only transformed.)
    3. Q: कार्यऊर्जा प्रमेय क्या है? (What is the work-energy theorem?)
      Ans: कार्य गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है। (Work is equal to the change in kinetic energy.)
    4. Q: गतिज ऊर्जा का सूत्र क्या है? (What is the formula for kinetic energy?)
      Ans: KE=12mv2KE = \frac{1}{2} mv^2KE=21​mv2, जहां mmm द्रव्यमान और vvv वेग है। (Where mmm is mass and vvv is velocity.)
    5. Q: स्थितिज ऊर्जा का सूत्र क्या है? (What is the formula for potential energy?)
      Ans: PE=mghPE = mghPE=mgh, जहां mmm द्रव्यमान, ggg गुरुत्व त्वरण और hhh ऊंचाई है। (Where mmm is mass, ggg is gravitational acceleration, and hhh is height.)
    6. Q: यांत्रिक ऊर्जा क्या है? (What is mechanical energy?)
      Ans: गतिज और स्थितिज ऊर्जा का योग। (The sum of kinetic and potential energy.)
    7. Q: फ्री फॉल में कार्य क्यों शून्य होता है? (Why is work zero in free fall?)
      Ans: विस्थापन और गुरुत्व बल समान दिशा में होते हैं। (Displacement and gravitational force are in the same direction.)
    8. Q: स्थिर वस्तु पर बल लगाकर कार्य क्यों शून्य होता है? (Why is work zero when force is applied to a stationary object?)
      Ans: क्योंकि विस्थापन नहीं होता। (Because there is no displacement.)
    Practical Applications
    • Q: पावर प्लांट में कौनसी ऊर्जा उत्पन्न होती है? (What energy is generated in power plants?)
      Ans: विद्युत ऊर्जा। (Electrical energy.)
    • Q: हाइड्रोलिक प्रेस में किस नियम का उपयोग होता है? (Which law is used in hydraulic press?)
      Ans: पास्कल का नियम। (Pascal’s law.)
    • Q: विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में कौन परिवर्तित करता है? (What converts electrical energy to mechanical energy?)
      Ans: मोटर। (Motor.)
    • Q: सौर पैनल किस प्रकार की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं? (What type of energy is converted by solar panels into electricity?)
      Ans: सौर ऊर्जा। (Solar energy.)
    • Q: पवन टरबाइन में ऊर्जा का रूपांतरण क्या होता है? (What energy transformation occurs in wind turbines?)
      Ans: गतिज ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा। (Kinetic energy to electrical energy.)
    Numerical Examples
    • Q: 10 N10 \, \text{N}10N बल द्वारा 5 m5 \, \text{m}5m विस्थापन में किया गया कार्य कितना है? (What is the work done by a 10 N10 \, \text{N}10N force over 5 m5 \, \text{m}5m displacement?)
      Ans: W=F⋅d=10⋅5=50 JW = F \cdot d = 10 \cdot 5 = 50 \, \text{J}W=F⋅d=10⋅5=50J.
      • Q: 50 W50 \, \text{W}50W की शक्ति द्वारा 10 s10 \, \text{s}10s में किया गया कार्य कितना होगा? (How much work is done by a 50 W50 \, \text{W}50W power in 10 s10 \, \text{s}10s?)
        Ans: W=P⋅t=50⋅10=500 JW = P \cdot t = 50 \cdot 10 = 500 \, \text{J}W=P⋅t=50⋅10=500J.
        • Q: 20 kg20 \, \text{kg}20kg पिंड को 10 m/s10 \, \text{m/s}10m/s की गति से चलाने के लिए आवश्यक गतिज ऊर्जा कितनी है? (What is the kinetic energy needed to move a 20 kg20 \, \text{kg}20kg object at 10 m/s10 \, \text{m/s}10m/s?)
          Ans: KE=12mv2=12⋅20⋅(10)2=1000 JKE = \frac{1}{2} mv^2 = \frac{1}{2} \cdot 20 \cdot (10)^2 = 1000 \, \text{J}KE=21​mv2=21​⋅20⋅(10)2=1000J.
          • Q: 10 m10 \, \text{m}10m की ऊंचाई पर 5 kg5 \, \text{kg}5kg पिंड की स्थितिज ऊर्जा कितनी होगी? (What is the potential energy of a 5 kg5 \, \text{kg}5kg object at a 10 m10 \, \text{m}10m height?)
            Ans: PE=mgh=5⋅9.8⋅10=490 JPE = mgh = 5 \cdot 9.8 \cdot 10 = 490 \, \text{J}PE=mgh=5⋅9.8⋅10=490J.
            • Q: 200 W200 \, \text{W}200W शक्ति वाले मोटर द्वारा 10 s10 \, \text{s}10s में उठाई गई 50 kg50 \, \text{kg}50kg वस्तु कितनी ऊंचाई पर होगी? (At what height is a 50 kg50 \, \text{kg}50kg object lifted by a 200 W200 \, \text{W}200W motor in 10 s10 \, \text{s}10s?)
              Ans: h=P⋅tm⋅g=200⋅1050⋅9.8≈4.08 mh = \frac{P \cdot t}{m \cdot g} = \frac{200 \cdot 10}{50 \cdot 9.8} \approx 4.08 \, \text{m}h=m⋅gP⋅t​=50⋅9.8200⋅10​≈4.08m.
              • Q: गतिज ऊर्जा में वृद्धि कैसे होती है? (How does kinetic energy increase?)
                Ans: वेग बढ़ने पर। (When velocity increases.)
              • Q: कार्य जब शून्य होता है? (When is work zero?)
                Ans: जब विस्थापन या बल की दिशा में 90° का कोण हो। (When displacement or the angle between force and displacement is 90°.)
              • Q: स्थिर वस्तु पर गुरुत्व बल द्वारा किया गया कार्य क्या है? (What is the work done by gravity on a stationary object?)
                Ans: शून्य। (Zero.)
              • Q: शक्ति को बढ़ाने के लिए क्या करना चाहिए? (How to increase power?)
                Ans: कार्य को कम समय में पूरा करें। (Complete work in less time.)
              • Q: बल की दिशा विस्थापन की दिशा के विपरीत होने पर कार्य क्या होगा? (What is the work done when force is opposite to displacement?)
                Ans: नकारात्मक कार्य। (Negative work.)
              • Q: बल और भार में क्या अंतर है? (What is the difference between force and weight?)
                Ans: बल किसी भी प्रकार का प्रभाव हो सकता है, भार गुरुत्वीय बल है। (Force is any push or pull, weight is gravitational force.)
              • Q: कार्य को मापने वाली इकाई क्या है? (What is the unit of work measurement?)
                Ans: जूल (Joule)।
              • Q: ऊर्जा का भंडारण किस प्रकार किया जाता है? (How is energy stored?)
                Ans: स्थितिज ऊर्जा के रूप में। (As potential energy.)
              • Q: कार्य की परिभाषा में विस्थापन क्यों जरूरी है? (Why is displacement necessary in the definition of work?)
                Ans: बिना विस्थापन के कार्य नहीं होता। (No work is done without displacement.)
              • Q: स्थिर बल लगाकर वस्तु को स्थिर रखने में ऊर्जा खर्च होती है? (Is energy spent in holding a stationary object with force?)
                Ans: नहीं। (No.)
              • Q: ऊर्जा का रूपांतरण किस नियम पर आधारित है? (Energy transformation is based on which law?)
                Ans: ऊर्जा संरक्षण का नियम। (Law of conservation of energy.)
              • Q: बल और विस्थापन के बीच कोण किसे प्रभावित करता है? (What does the angle between force and displacement affect?)
                Ans: कार्य की मात्रा। (Amount of work.)
              • Q: कार्य की गणना में कोण का क्या महत्व है? (What is the importance of angle in work calculation?)
                Ans: यह कार्य की मात्रा को कम या ज्यादा कर सकता है। (It can increase or decrease work done.)
              • Q: बल लगाकर वस्तु को एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाने को क्या कहते हैं? (What is moving an object from one place to another by applying force called?)
                Ans: कार्य। (Work.)
              • Q: यदि बल की दिशा विस्थापन के साथ हो तो कार्य कैसा होगा? (If force direction is along displacement, what is work?)
                Ans: धनात्मक कार्य। (Positive work.)
              • Q: शक्ति और ऊर्जा में क्या संबंध है? (What is the relation between power and energy?)
                Ans: शक्ति ऊर्जा की दर है। (Power is the rate of energy.)
              • Q: कार्य और ऊर्जा का मूल सिद्धांत क्या है? (What is the fundamental principle of work and energy?)
                Ans: कार्य ऊर्जा में बदल जाता है। (Work converts into energy.)
              • Q: जड़त्व क्या है? (What is inertia?)
                Ans: वस्तु की अपनी गति को बनाए रखने की प्रवृत्ति। (Tendency of an object to maintain its state of motion.)
              • Q: बल लगाकर वस्तु को गति में लाने वाली ऊर्जा किसे कहते हैं? (What is the energy called that moves an object by applying force?)
                Ans: गतिज ऊर्जा। (Kinetic energy.)
              • Q: कार्य को मापने में कोण 90∘90^\circ90 होने पर कार्य का मान क्या होगा? (What is the value of work when angle is 90∘90^\circ90?)
                Ans: शून्य। (Zero.)
                • Q: कार्य और ऊर्जा के बीच क्या संबंध है? (What is the relationship between work and energy?)
                  Ans: कार्य ऊर्जा को बदलता है। (Work changes energy.)
                • Q: यदि वस्तु का द्रव्यमान दोगुना और वेग आधा हो जाए, तो गतिज ऊर्जा क्या होगी? (If mass doubles and velocity halves, what happens to kinetic energy?)
                  Ans: गतिज ऊर्जा आधी हो जाएगी। (Kinetic energy will be halved.)
                • Q: बल की परिभाषा बताएं। (Define force.)
                  Ans: वस्तु पर लगाया गया कोई धक्का या खिंचाव। (A push or pull on an object.)
                • Q: शक्ति का उपयोग क्यों किया जाता है? (Why is power used?)
                  Ans: कार्य करने की दर को मापने के लिए। (To measure rate of doing work.)
                • Q: ऊर्जा के कौन से रूप सबसे अधिक उपयोगी हैं? (Which forms of energy are most useful?)
                  Ans: विद्युत और यांत्रिक ऊर्जा। (Electrical and mechanical energy.)
                • Q: कार्य को नकारात्मक कब कहा जाता है? (When is work called negative?)
                  Ans: जब बल और विस्थापन विपरीत दिशा में हों। (When force and displacement are in opposite directions.)
                • Q: बल के कारण गति में परिवर्तन को क्या कहते हैं? (What is change in motion due to force called?)
                  Ans: त्वरण। (Acceleration.)
                • Q: शक्ति की इकाई क्या है? (What is the unit of power?)
                  Ans: वाट (Watt)।
                • Q: गति के संदर्भ में कार्य क्यों महत्वपूर्ण है? (Why is work important in motion?)
                  Ans: यह वस्तु की गति को बढ़ाने या घटाने में मदद करता है। (It helps in increasing or decreasing motion.)
                • Q: बल के बिना क्या वस्तु की गति बदल सकती है? (Can an object’s motion change without force?)
                  Ans: नहीं। (No.)
                • Q: ऊर्जा का संरक्षण कैसे होता है? (How is energy conserved?)
                  Ans: ऊर्जा किसी रूप में बदलती है लेकिन कुल ऊर्जा स्थिर रहती है। (Energy changes forms but total energy remains constant.)
                • Q: कार्य और शक्ति में क्या अंतर है? (What is the difference between work and power?)
                  Ans: कार्य ऊर्जा है, शक्ति कार्य करने की दर। (Work is energy, power is rate of doing work.)
                • Q: गति में बल लगाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता क्यों होती है? (Why is energy needed to apply force in motion?)
                  Ans: क्योंकि बल से वस्तु को गति मिलती है। (Because force gives motion to the object.)
                • Q: स्थिर वस्तु पर बल लगाने पर कार्य क्यों शून्य होता है? (Why is work zero when force is applied on stationary object?)
                  Ans: क्योंकि विस्थापन नहीं होता। (Because there is no displacement.)
                • Q: कार्य की परिभाषा में विस्थापन क्यों जरूरी है? (Why is displacement necessary in work definition?)
                  Ans: कार्य केवल विस्थापन में बल के उपयोग को कहते हैं। (Work means force applied during displacement.)
                • Q: ऊर्जा की इकाई क्या है? (What is the unit of energy?)
                  Ans: जूल। (Joule.)
                • Q: बल लगाने से ऊर्जा कैसे पैदा होती है? (How does applying force produce energy?)
                  Ans: बल वस्तु को गति देता है जिससे ऊर्जा उत्पन्न होती है। (Force moves the object producing energy.)
                • Q: ऊर्जा के विभिन्न रूपों के उदाहरण दें। (Give examples of different forms of energy.)
                  Ans: सौर ऊर्जा, विद्युत ऊर्जा, गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा। (Solar, electrical, kinetic, potential energy.)
                • Q: बल की मात्रा कैसे मापी जाती है? (How is force measured?)
                  Ans: न्यूटन मीटर से। (By Newton meter.)
                • Q: शक्ति के लिए कौनसे उपकरण उपयोग होते हैं? (What devices are used for measuring power?)
                  Ans: पावर मीटर। (Power meter.)
                • Q: ऊर्जा संरक्षण नियम का महत्व क्या है? (What is the importance of energy conservation law?)
                  Ans: यह ऊर्जा के उपयोग और संरक्षण में मदद करता है। (Helps in use and conservation of energy.)
                • Q: कार्य करने के लिए क्या आवश्यक है? (What is required to do work?)
                  Ans: बल और विस्थापन। (Force and displacement.)
                • Q: काम और ऊर्जा में क्या समानता है? (What is similarity between work and energy?)
                  Ans: दोनों की इकाई जूल है। (Both have unit Joule.)
                • Q: शक्ति कैसे बढ़ाई जा सकती है? (How can power be increased?)
                  Ans: कम समय में ज्यादा कार्य करके। (Doing more work in less time.)
                • Q: स्थितिज ऊर्जा की परिभाषा दें। (Define potential energy.)
                  Ans: वह ऊर्जा जो वस्तु की स्थिति से संबंधित होती है। (Energy related to position of an object.)
                • Q: गतिज ऊर्जा का उदाहरण दें। (Give an example of kinetic energy.)
                  Ans: दौड़ता हुआ व्यक्ति। (A running person.)
                • Q: यदि कार्य 100 J100 \, J100J है और समय 20 s20 \, s20s, तो शक्ति क्या होगी? (If work is 100 J100 \, J100J and time 20 s20 \, s20s, what is power?)
                  Ans: P=Wt=10020=5 WP = \frac{W}{t} = \frac{100}{20} = 5 \, WP=tW​=20100​=5W।
                • Q: बल का प्रभाव क्या होता है? (What is the effect of force?)
                  Ans: गति या दिशा में परिवर्तन। (Change in speed or direction.)
                • Q: गुरुत्वाकर्षण बल का अर्थ क्या है? (What is gravitational force?)
                  Ans: पृथ्वी द्वारा वस्तु पर लगने वाला बल। (Force exerted by Earth on an object.)
                • Q: कार्य करने में बल का कोण कितना होना चाहिए? (What should be the angle between force and displacement for work?)
                  Ans: 0° से 180° के बीच। (Between 0° and 180°.)
                • Q: शक्ति के लिए प्रचलित माप इकाई क्या है? (What is the common unit of power?)
                  Ans: हॉर्सपावर (HP)।
                • Q: बल और द्रव्यमान का उत्पाद क्या होता है? (What is the product of force and mass?)
                  Ans: गलत। बल = द्रव्यमान × त्वरण होता है। (Incorrect. Force = mass × acceleration.)
                • Q: बल किसे कहते हैं? (What is force?)
                  Ans: वस्तु पर लगाया गया धक्का या खिंचाव। (A push or pull on an object.)
                • Q: कार्य का नियम बताएं। (State the work principle.)
                  Ans: कार्य = बल × विस्थापन × कोस θ। (Work = Force × displacement × cos θ.)
                • Q: ऊर्जा का संरक्षण क्यों आवश्यक है? (Why is energy conservation necessary?)
                  Ans: प्राकृतिक संसाधनों की बचत के लिए। (To save natural resources.)
                • Q: ऊर्जा के सबसे छोटे भाग को क्या कहते हैं? (What is the smallest unit of energy called?)
                  Ans: क्वांटा। (Quanta.)
                • Q: गतिज ऊर्जा बढ़ाने के तरीके क्या हैं? (How to increase kinetic energy?)
                  Ans: द्रव्यमान या वेग बढ़ाकर। (By increasing mass or velocity.)
                • Q: शक्ति का अर्थ क्या है? (What is the meaning of power?)
                  Ans: कार्य करने की गति। (Speed of doing work.)
                • Q: कार्य किसे कहते हैं? (What is work?)
                  Ans: बल द्वारा वस्तु को विस्थापित करने की क्रिया। (Act of displacing an object by force.)
                • Q: ऊर्जा को मापने की इकाई क्या है? (What is the unit of measuring energy?)
                  Ans: जूल। (Joule.)
                • Q: ऊर्जा के स्रोतों के प्रकार क्या हैं? (What are types of energy sources?)
                  Ans: अक्षय और अन अक्षय। (Renewable and non-renewable.)
                • Q: कार्य की गणना के लिए किन चीजों की जरूरत होती है? (What are required to calculate work?)
                  Ans: बल, विस्थापन, और कोण। (Force, displacement, and angle.)
                • Q: बल का आधार क्या होता है? (What is the basis of force?)
                  Ans: द्रव्यमान और त्वरण। (Mass and acceleration.)
                • Q: शक्ति का गणितीय सूत्र क्या है? (What is the mathematical formula for power?)
                  Ans: P=WtP = \frac{W}{t}P=tW​। (Power = Work / time.)
                • Q: कार्य में विस्थापन की दिशा क्यों महत्वपूर्ण है? (Why is direction of displacement important in work?)
                  Ans: क्योंकि कार्य बल और विस्थापन के कोण पर निर्भर करता है। (Because work depends on angle between force and displacement.)
                • Q: स्थैतिक ऊर्जा को और क्या कहते हैं? (What is another name for potential energy?)
                  Ans: स्थितिज ऊर्जा। (Potential energy.)
                • Q: कार्य के लिए किन दो शर्तों का होना जरूरी है? (What two conditions are necessary for work?)
                  Ans: बल लागू होना और विस्थापन होना। (Force applied and displacement.)
                • Q: ऊर्जा का संरक्षण कैसे होता है? (How is energy conserved?)
                  Ans: ऊर्जा रूपांतरित होती है लेकिन कुल ऊर्जा बराबर रहती है। (Energy is transformed but total energy remains constant.)
                • Q: गतिज ऊर्जा का परिभाषा क्या है? (What is the definition of kinetic energy?)
                  Ans: गतिशील वस्तु की ऊर्जा। (Energy of a moving object.)
                • Q: कार्य के लिए बल और विस्थापन के बीच कोण क्या होना चाहिए? (What should be the angle between force and displacement for work?)
                  Ans: 0° से 180° के बीच। (Between 0° and 180°.)
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