संभावित ऊर्जा से संबंधित प्रश्नों के 5 उदाहरण
गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा
1. 50 किलोग्राम की वस्तु को ऊर्ध्वाधर रूप से उठाने के लिए 4.900 जूल ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। वस्तु कितनी ऊँचाई तक उठेगी? (g = 9,8 ms⁻² )
ए. 0,1 मीटर
बी. 10 मीटर
सी. 98 मीटर
डी. 245 मीटर
पूर्व 960 मीटर
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन (ΔEP) = 4900 जूल
वस्तु का द्रव्यमान (मीटर) = 50 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 9,8 m/ s²
वांछित: वस्तु (Δh) जितनी ऊँचाई तक उठेगी।
उत्तर :
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 मीटर
सही जवाब बी है।
वसंत ऋतु की संभावित ऊर्जा
2. निम्नलिखित ग्राफ एक स्प्रिंग के बल (F) और लंबाई में वृद्धि (x) के बीच संबंध दर्शाता है। यदि स्प्रिंग 8 सेमी विकृत हो जाती है, तो स्प्रिंग की स्थितिज ऊर्जा क्या होगी?
ए. 1,6 × 10-5 जौल
बी. 6,4 × 10⁻⁴ जूल
लगभग 8 जूल
डी. 16 जूल
ई. 128 जूल
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
बल (F) = 2 न्यूटन
लंबाई में वृद्धि (x) = 1 सेमी = 1/100 मीटर = 0,01 मीटर
स्प्रिंग का विक्षेपण = 8 सेमी = 8/100 मीटर = 0,08 मीटर
प्रश्न: स्प्रिंग की संभावित ऊर्जा ज्ञात कीजिए।
उत्तर :
ग्राफ पर दिए गए डेटा का उपयोग करके स्प्रिंग स्थिरांक की गणना करें।
स्प्रिंग की संभावित ऊर्जा:
∆ EP = 1/2 kx 2
∆ ईपी = 1/2 (200 एन/एम)(0,08 मीटर) 2
∆ ईपी = (100 एन/एम)(0,0064 एम 2 )
∆ EP = 0,64 एनएम
3. वस्तुओं की निम्नलिखित अवस्थाओं में से:
(1) खिंचा हुआ गुलेल का रबर
(2) विक्षेपित पेंडुलम
(3) गर्म लोहा
जिन वस्तुओं में स्थितिज ऊर्जा होती है, उन्हें क्रमांकित किया जाता है...
ए. (1)
बी. (1) और (2)
सी. (2)
डी. (2) और (3)
ई. (3)
विचार-विमर्श
(1) खिंचा हुआ गुलेल का रबर
जब गुलेल के रबर को खींचा जाता है, तो उसमें प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा होती है।
(2) विक्षेपित पेंडुलम
जब पेंडुलम विक्षेपित होता है, तो उसमें गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है।
सही जवाब बी है।
4. नीचे दी गई तालिका एक स्प्रिंग पर किए गए प्रयोग के परिणाम दर्शाती है, जिसके एक सिरे पर भार लगा हुआ है। F भार का वजन है और ∆L लंबाई में वृद्धि को दर्शाता है। स्प्रिंग को 10 सेमी तक बढ़ाने के लिए आवश्यक कार्य की गणना कीजिए।
ए. 2,0 जूल
बी. 2,5 जूल
लगभग 5,0 जूल
डी. 7,6 जूल
ई. 10 जूल
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि (∆L) = 10 सेमी = 0,1 मीटर
प्रश्न: स्प्रिंग को 10 सेंटीमीटर तक खींचने के लिए आवश्यक बल।
उत्तर :
तालिका में दिए गए आंकड़ों का उपयोग करके स्प्रिंग स्थिरांक की गणना करें:
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
स्प्रिंग स्थिरांक 500 N/m है।
स्प्रिंग को 10 सेंटीमीटर तक बढ़ाने के लिए आवश्यक बल है:
W = 1/2 k ∆L 2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) 2 = (250 N/m)(0,01 m 2 ) = 2,5 न्यूटन मीटर = 2,5 जूल।
सही जवाब बी है।
5. ग्राफ (Fx) बल और स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि के बीच संबंध दर्शाता है। उपरोक्त ग्राफ के आधार पर स्प्रिंग की संभावित ऊर्जा का परिमाण है…
ए. 20 जूल
बी. 16 जूल
सी. 3,2 जूल
डी. 1,6 जूल
ई. 1,2 जूल
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि :
F = 40 न्यूटन
Δ x = 0,08 मीटर
प्रश्न : स्प्रिंग की स्थितिज ऊर्जा क्या है?
उत्तर :
स्प्रिंग स्थिरांक:
k = F / Δ x
स्प्रिंग की संभावित ऊर्जा:
EP = ½ k Δ x 2 = ½ (F/ Δ x) Δ x 2 = ½ F Δ x
ईपी = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 जूल
सही उत्तर है डी.
प्रश्न का स्रोत:
सीनियर हाई स्कूल/व्यावसायिक हाई स्कूल के लिए राष्ट्रीय परीक्षा भौतिकी प्रश्न
