Work Power and Energy MCQ Quiz in தமிழ் - Objective Question with Answer for Work Power and Energy - இலவச PDF ஐப் பதிவிறக்கவும்

கருத்து:

• வேலை-ஆற்றல் கோட்பாட்டின் படி, ஒரு பொருளின் மீது விசையால் செய்யப்பட்ட வேலையின் அளவு, அப்பொருளில் ஏற்பட்ட இயக்க ஆற்றல் மாற்றத்திற்கு சமமாகும், அதாவது.

அனைத்து விசைகளாலும் செய்யப்பட்ட வேலை = K_f - K_i

\(W = \frac{1}{2}m{v^2} - \frac{1}{2}m{u^2} = {\bf{Δ }}K\)

இங்கே v = இறுதி வேகம், u = ஆரம்ப வேகம் மற்றும் m = பொருளின் நிறை

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டவை,
நிறை (m) = 20 கிலோ

இறுதி வேகம் (v) = 7 m/s மற்றும் ஆரம்ப வேகம் (u) = 0 m/s
வேலை-ஆற்றல் கோட்பாட்டின் படி,

⇒ முடிந்த வேலை = K.E இல் மாற்றம்
⇒  W = Δ K.E

ஆரம்ப வேகம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், ஆரம்ப K.E பூஜ்ஜியமாகவும் இருக்கும்.

⇒ முடிந்த வேலை (W) = இறுதி K.E.  = 1/2 mv²
⇒  W = 1/2 × 20 × 7²
⇒  W = 10 × 49
⇒  W = 490 J

சரியான பதில் 2 kJ.

கருத்துரு:

• நிலை ஆற்றல்: m நிறையுள்ள ஒரு பொருள் h உயரத்தில் ஓய்வில் இருப்பின், தரையில் இருந்து அப்பொருளை h உயரத்திற்கு எடுத்துச் செல்வதற்காக செய்யப்பட்ட வேலை அப்பொருளின் நிலையாற்றல் ஆகும். இது PE ஆல் குறிக்கப்படுகிறது.

நிலை ஆற்றல் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

PE = m g h.

இங்கே, PE என்பது நிலை ஆற்றல், m என்பது எடை, g என்பது ஈர்ப்பு காரணமான முடுக்கம், மற்றும் h என்பது பொருள் வைக்கப்படும் உயரம்

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டவை:

நிறை (m) = 10 கிலோ

உயரம் (h) = 20 மீ

P.E. = 10 x 10 x 20

P.E.= 2000 J

 P.E. = 2 kJ

• இயக்க ஆற்றல்: பொருளின் இயக்கம் காரணமாக ஏற்படும் ஆற்றல் இயக்க ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
  • இயக்க ஆற்றல் (KE) = 1/2 (mv2)
  • m என்பது நிறை மற்றும் v என்பது திசைவேகம்.
• பொருள் நிலையாக  (ஓய்வு நிலையில்) இருக்கும்போது  திசைவேகம் பூஜ்ஜியமாகும். எனவே பொருளின் இயக்க ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.
• பொருள் உயரத்தில் இருக்கும்போது  நிலை ஆற்றல் மட்டுமே இருக்கும்.

சரியான பதில் சாத்தியமான ஆற்றல் .

முக்கிய புள்ளிகள்

• பொட்டன்ஷியல் எனர்ஜி என்பது ஒரு பொருளின் நிலை அல்லது நிலை காரணமாக அது கொண்டிருக்கும் ஆற்றல் ஆகும்.
• இந்த வகை ஆற்றல் பொருளுக்குள் சேமிக்கப்படுகிறது மற்றும் இயக்க ஆற்றல் போன்ற பிற ஆற்றல் வடிவங்களாக மாற்றப்படலாம்.
• சாத்தியமான ஆற்றலின் எடுத்துக்காட்டுகள் ஒரு குன்றின் விளிம்பில் நிலைநிறுத்தப்பட்ட ஒரு பாறை, நீட்டிக்கப்பட்ட அல்லது சுருக்கப்பட்ட நீரூற்று மற்றும் அணைக்கு பின்னால் சேமிக்கப்படும் நீர் ஆகியவை அடங்கும்.
• PE = mgh சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி சாத்தியமான ஆற்றலைக் கணக்கிடலாம், இதில் m என்பது நிறை , g என்பது ஈர்ப்பு விசையால் ஏற்படும் முடுக்கம் மற்றும் h என்பது உயரம் .
• இந்த ஆற்றல் பல்வேறு இயற்பியல் நிகழ்வுகள் மற்றும் பொறியியல் பயன்பாடுகளில், நீர்மின் நிலையங்கள் மற்றும் இயந்திர அமைப்புகள் போன்றவற்றில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.
• உயிரியல் அமைப்புகளில் , ATP (அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட்) போன்ற மூலக்கூறுகளில் இரசாயன ஆற்றலின் வடிவத்தில் சாத்தியமான ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது.

கூடுதல் தகவல்

• இயக்க ஆற்றல்
  • இயக்க ஆற்றல் என்பது ஒரு பொருளின் இயக்கம் காரணமாக அது கொண்டிருக்கும் ஆற்றல் ஆகும்.
  • இயக்க ஆற்றலுக்கான சூத்திரம் KE = 1/2 mv² ஆகும், இங்கு m என்பது நிறை மற்றும் v என்பது வேகம்.
  • நகரும் கார், பறக்கும் விமானம், ஓடும் நதி போன்றவை உதாரணங்களாகும்.
• செயற்கை ஆற்றல்
  • செயற்கை ஆற்றல் என்பது இயற்பியலில் ஒரு நிலையான சொல் அல்ல.
  • இது செயற்கையாக உருவாக்கப்பட்ட ஆற்றல் அல்லது செயற்கை செயல்முறைகளிலிருந்து ஆற்றலைக் குறிக்கலாம், ஆனால் இது பொதுவாக அறிவியல் இலக்கியங்களில் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

சரியான பதில் 2 kJ.

கருத்துரு:

• நிலை ஆற்றல்: m நிறையுள்ள ஒரு பொருள் h உயரத்தில் ஓய்வில் இருப்பின், தரையில் இருந்து அப்பொருளை h உயரத்திற்கு எடுத்துச் செல்வதற்காக செய்யப்பட்ட வேலை அப்பொருளின் நிலையாற்றல் ஆகும். இது PE ஆல் குறிக்கப்படுகிறது.

நிலை ஆற்றல் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

PE = m g h.

இங்கே, PE என்பது நிலை ஆற்றல், m என்பது எடை, g என்பது ஈர்ப்பு காரணமான முடுக்கம், மற்றும் h என்பது பொருள் வைக்கப்படும் உயரம்

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டவை:

நிறை (m) = 10 கிலோ

உயரம் (h) = 20 மீ

P.E. = 10 x 10 x 20

P.E.= 2000 J

 P.E. = 2 kJ

• இயக்க ஆற்றல்: பொருளின் இயக்கம் காரணமாக ஏற்படும் ஆற்றல் இயக்க ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
  • இயக்க ஆற்றல் (KE) = 1/2 (mv2)
  • m என்பது நிறை மற்றும் v என்பது திசைவேகம்.
• பொருள் நிலையாக  (ஓய்வு நிலையில்) இருக்கும்போது  திசைவேகம் பூஜ்ஜியமாகும். எனவே பொருளின் இயக்க ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.
• பொருள் உயரத்தில் இருக்கும்போது  நிலை ஆற்றல் மட்டுமே இருக்கும்.

கருத்து:

• வேலை-ஆற்றல் கோட்பாட்டின் படி, ஒரு பொருளின் மீது விசையால் செய்யப்பட்ட வேலையின் அளவு, அப்பொருளில் ஏற்பட்ட இயக்க ஆற்றல் மாற்றத்திற்கு சமமாகும், அதாவது.

அனைத்து விசைகளாலும் செய்யப்பட்ட வேலை = K_f - K_i

\(W = \frac{1}{2}m{v^2} - \frac{1}{2}m{u^2} = {\bf{Δ }}K\)

இங்கே v = இறுதி வேகம், u = ஆரம்ப வேகம் மற்றும் m = பொருளின் நிறை

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டவை,
நிறை (m) = 20 கிலோ

இறுதி வேகம் (v) = 7 m/s மற்றும் ஆரம்ப வேகம் (u) = 0 m/s
வேலை-ஆற்றல் கோட்பாட்டின் படி,

⇒ முடிந்த வேலை = K.E இல் மாற்றம்
⇒  W = Δ K.E

ஆரம்ப வேகம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், ஆரம்ப K.E பூஜ்ஜியமாகவும் இருக்கும்.

⇒ முடிந்த வேலை (W) = இறுதி K.E.  = 1/2 mv²
⇒  W = 1/2 × 20 × 7²
⇒  W = 10 × 49
⇒  W = 490 J

கருத்து :

• இயக்க ஆற்றல்: கொடுக்கப்பட்ட திசைவேகத்துடன் m நிறை பொருளை ஒரு புள்ளியில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு நகர்த்த தேவையான ஆற்றல் இயக்க ஆற்றல் எனப்படும்.

இயக்க ஆற்றல் பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:

KE = ½ × m V²

இங்கே KE = இயக்க ஆற்றல்

m = பொருளின் நிறை

V = ஒரு பொருளின் திசைவேகம்

கணக்கீடு :

கொடுக்கப்பட்டது  m = 22 கிகி, v = 5 மீ/வி

∴ KE = ½ × 22 × 5²

KE = 275 J

கோட்பாடு:

• இயக்க ஆற்றல் (KE): ஒரு பொருள் அதன் இயக்கத்தின் மூலம் பெற்றிருக்கும் ஆற்றல் இயக்க ஆற்றல் எனப்படும்.

\(KE = \frac{1}{2}m{v^2}\)

இதில் m = பொருளின் நிறை மற்றும் v = பொருளின் திசைவேகம் 

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டுள்ளவை:

ஆரம்ப வேகம் (u) = 10 மீ/வி 

இறுதி வேகம் (v) = 20 மீ/வி 

மொத்த நிறையை m எனக்கொள்க 

\(KE = \frac{1}{2}m{v^2}\)

இறுதி இயக்க ஆற்றல் மற்றும் ஆரம்ப இயக்க ஆற்றலுக்கு இடையிலான விகிதம் கீழ்க்கண்டவாறு:

\(Ratio = \frac{\frac{1}{2}mv^2}{\frac{1}{2}mu^2} = \frac{v^2}{u^2} =\frac{20^2}{10^2}=4:1\)

கருத்து :

• ஒரு பொருளின் நிலையை சார்ந்து அதனுள் அடங்கியுள்ள ஆற்றல், தனக்குள்ளேயே அடங்கியுள்ள அல்லது பல காரணிகளால் சேமிக்கப்படும் ஆற்றல் என நிலையாற்றல் வரையறுக்கப்படுகிறது.
  • நிலையாற்றல் (U) = m g h [இங்கு m = பொருளின் நிறை, g = ஈர்ப்பு காரணமான  முடுக்கம், h = தரையில் இருந்து உயரம்].
  • ஒரு பொருளின் உயரம் தரையில் இருந்து அதிகரித்தால் அதன் ஆற்றலும் அதிகரிக்கிறது மற்றும் எதிர்மாறாகவும் அமையும்.

கணக்கீடு:

பெட்டியை உயர்த்த செய்யப்பட்ட வேலை =  m g h 

இங்கே அந்த நபர் தனது சொந்த நிறை + பெட்டியின் நிறையில் வேலை செய்கிறார்

நபரின் நிறை x எனக் கொள்க.

அதனால்,

நிலையாற்றலில் செய்யப்பட்ட வேலை = நிறை (இரண்டும்) × g × உயரம் 

⇒ 5000 J = (x கிலோ + 15 கிலோ) × 10 × 5

⇒ 5000 = (x+15) × 50

⇒ 100 = x + 15

⇒ x = 85 கிலோ

எனவே நபரின் நிறை 85 கிலோ ஆகும்.

கோட்பாடு:

• வேலை-ஆற்றல் தேற்றம்: ஒரு பொருளில் அனைத்து விசைகளாலும்  செய்யப்பட்ட வேலையின் கூட்டுத்தொகையானது பொருளின் இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கு சமம் என்று இது கூறுகிறது, அதாவது,

அனைத்து விசைகளாலும் செய்யப்பட்ட வேலை = Kf - Ki

\(W = \frac{1}{2}m{v^2} - \frac{1}{2}m{u^2} = {\bf{Δ }}K\)

இதில் v = இறுதித் திசைவேகம், u = ஆரம்பத் திசைவேகம் மற்றும் m = பொருளின் நிறை 

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டுள்ளது,
ஆரம்பத் திசைவேகம் (u) = 30 கிமீ/மணி = (30 × 1000/3600) = 25/3 மீ/வி 

ஆரம்ப இயக்க ஆற்றல் (KE_i) = 52000 = \(\frac{1}{2}mu^2\)

இறுதித் திசைவேகம் (v) = 60 கிமீ/மணி = (60 × 1000/3600) = 50/3 மீ/வி = 2u

இறுதி இயக்க ஆற்றல் (KE_f) = \(\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}m (2u)^2 =4 KE_i \)

KE_f  = 4 × 52000 = 208000 J
வேலை-ஆற்றல் தேற்றத்தின்படி,

⇒ செய்யப்பட்ட வேலை = இயக்க ஆற்றலின் மாற்றம் 
⇒ செய்யப்பட்ட வேலை (W) = Δ K.E = KE_f - KE_i = 208000 - 52000 = 156000 J

கருத்து :

• ஒரு பொருளின் மீது செய்யப்படும் வேலை என்பது அப்பொருளின் மீது விசை செயல்பட்டு அப்பொருள் விசையின் திசையிலேயே இடப்பெயர்ச்சி அடைவதால் கிடைப்பதாகும். 
• பொருள் விசையின் திசையிலேயே இடப்பெயர்ச்சி அடைவதால், குறிப்பிட்ட தொலைவிற்கு (s) பொருளை இடப்பெயர்ச்சி செய்யும் விசையால் செய்யப்படும் வேலை பின்வருமாறு:

\(W = \vec F \cdot \vec s\)

அல்லது, W = Fs cos θ

• இவ்வாறு ஒரு விசையால் செய்யப்படும் வேலை  என்பது பொருளின் விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் புள்ளி பெருக்கற்பலன் அல்லது ஸ்கேலார் அளவிற்கு சமம் ஆகும்.
• விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசை எதிர்மறையாக இருந்தால், செய்யப்படும் வேலை  எப்போதும் எதிர்மறையாக இருக்கும், ஏனெனில் விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சிக்கு இடையிலான கோணம் 180° ஆகும்.

\(\therefore \;Work\;done,\;W\; = \;Fdx\cos 180^\circ = Fdx\;\left( { - 1} \right) = - Fdx\)

• எனவே, இதிலிருந்து, நாம் இதை முடிவுக்கு கொண்டு வரலாம்
  • விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின்  திசை  ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்போது செய்யப்படும் வேலை  நேர்மறையானது.
  • விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசை எதிர்மறையாக இருக்கும்போது செய்யப்படும் வேலைஎதிர்மறையானது.
  • விசையின் (மையவிலக்கு விசை) மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி செங்குத்தாக இருக்கும்போது செய்யப்படும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும் , இது ஒரு வட்ட இயக்கத்தில் நகரும் ஒரு பொருளுக்கு பொருந்தும்.

கணக்கீடு :

கொடுக்கப்பட்டவை:

காரின் நிறை (m) = 1000 கிலோ

திசைவேகம் (v) = 15 மீ/வி

• கார் கிடைமட்டமாக நகர்கிறது, எனவே இடப்பெயர்வு கிடைமட்ட திசையில் உள்ளது .
• ஈர்ப்பு விசை (காரின் எடைக்கு சமம்) செங்குத்தாக கீழ்நோக்கி செயல்படுகிறது .
• எனவே விசை (எடை) மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான கோணம் 90 ஆகும் .

செய்யப்பட்ட வேலை (W) = Fs Cos90 ° = 0

எனவே விருப்பம் 1 சரியானது.

கருத்து:

• ஒரு பொருளின் மீது செய்யப்படும் வேலை என்பது அப்பொருளின் மீது விசை செயல்பட்டு அப்பொருள் விசையின் திசையிலேயே இடப்பெயர்ச்சி அடைவதால் கிடைப்பதாகும். 
• பொருள் விசையின் திசையிலேயே இடப்பெயர்ச்சி அடைவதால், குறிப்பிட்ட தொலைவிற்கு (s) பொருளை இடப்பெயர்ச்சி செய்யும் விசையால் செய்யப்படும் வேலை பின்வருமாறு:

\(W = \vec F \cdot \vec s\)

அல்லது, W = Fs cos θ

• இவ்வாறு ஒரு விசையால் செய்யப்படும் வேலை  என்பது பொருளின் விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் புள்ளி பெருக்கற்பலன் அல்லது ஸ்கேலார் அளவிற்கு சமம் ஆகும்.

கணக்கீடு :

கொடுக்கப்பட்டவை:

விசை (F) = 12 N

இடப்பெயர்ச்சி (s) = 60 செ.மீ = 60/100 = 0.6 மீ

விசை (F) மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி (s) ஒரே திசையில் உள்ளன, எனவே θ = 0°

செய்யப்பட்ட வேலை = Fs cos θ = 12 × 0.6 × 1 = 7.2 ஜூல்

எனவே விருப்பம் 2 சரியானது.

கோட்பாடு:

திறன்:

• வேலை செய்யும் விகிதம் திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
• திறனின் SI அலகு வாட் ஆகும்.

\(⇒ P=\frac{W}{t}\)

இங்கே P = திறன், W = செய்யப்பட்ட வேலை மற்றும் t = நேரம் 

கணக்கீடு:

கொடுக்கப்பட்டவை m = 20 கிலோ, h = 5 மீ, t = 20 நொடி மற்றும் g = 10 மீ/வி2

• m நிறையுடைய ஒரு பொருளை h உயரத்திற்கு உயர்த்துவதில் செய்யப்படும் வேலை பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது என்பதை நாம் அறிவோம்.

⇒ W = mgh -----(1)

சமன்பாடு 1 மூலம்,

⇒ W = 20 × 10 × 5 = 1000 J

• எனவே தேவைப்படும் திறன்,

\(⇒ P=\frac{W}{t}\)

\(⇒ P=\frac{1000}{20}\)

\(⇒ P=50\,watt\)

• எனவே, விருப்பம் 1 சரியானது ஆகும்.

CONCEPT:

• பயன்படுத்தப்பட்ட ஆற்றலின் திசையில் சிறிது தூரம் வழியாக பொருள் உண்மையில் இடம்பெயரும்போது ஒரு ஆற்றலால் வேலை செய்யப்படும் என்று கூறப்படுகிறது .
• பொருள் F திசையில் இடம்பெயர்ந்து வருவதால், தூரத்தின் வழியாக பொருளை இடமாற்றம் செய்வதில் ஆற்றலால் செய்யப்படும் பணி இவ்வாறு வழங்கப்படுகிறது

\(W = \vec F \cdot \vec s\)

அல்லது, W = Fs cos θ

• இவ்வாறு ஒரு ஆற்றலால் செய்யப்படும் வேலை ஆற்றலின் அளவிடுதல் அல்லது புள்ளிப் பெருக்கம் மற்றும் பொருளின் இடப்பெயர்ச்சிக்கு சமம்.

கணக்கீடு :

கொடுக்கப்பட்டவை:

ஆற்றல் (F) = 50, இடப்பெயர்ச்சி (s) = 5 மீ மற்றும் θ = 0 (ஏனெனில் ஆற்றல் இயக்கத்தின் திசையில் உள்ளது)

இந்த வழக்கில் செய்யப்பட்ட வேலையின் அளவைக் கண்டுபிடிக்க, பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்த வேண்டும்:

⇒ W = Fs cosθ

⇒ W = 50 × 5 = 250 ஜூல்