NCERT Solutions of Class 9 Science Ch-10 Work and Energy कार्य तथा ऊर्जा
Page No. 115
Question 1:
A force of 7 N acts on an object. The displacement is, say, 8 m, in the direction of the force (Fig. 10.3). Let us take it that the force acts on the object through the displacement. What is the work done in this case?
किसी वस्तु पर 7 N का बल लगता है| मान लीजिए बल की दिशा 8 m है (चित्र 10.3)| मान लीजिए वस्तु के विस्थापन के समय लगातार वस्तु पर बल लगता रहता है| इस स्थिति में किया गया कार्य कितना होगा?
Solution
Given, displacement = 8 m; and Force = 7 N
Now work done = Force \(\times\) Displacement
\(\quad\quad\quad\quad\quad\) = 7 \(\times\) 8 = 56 J
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Page No. 116
Question 1:
When do we say that work is done?
हम कब कहते हैं कि कार्य किया गया है?
Answer
We define work to be equal to the product of the force and displacement.
Work done = force × displacement
\(\quad\quad\) W = F × s
Question 2:
Write an expression for the work done when a force is acting on an object in the direction of its displacement.
जब किसी वस्तु पर लगने वाला बल इसके विस्थापन की दिशा में हो तो किए गए कार्य का व्यंजक लिखिए|
Answer
Work done = Force x Displacement
\(\Rightarrow\) W = F x s
Question 3:
Define 1 J of work.
1 J कार्य को परिभाषित कीजिए|
Answer
1 J is the amount of work done on an object when a force of 1 N displaces it by 1 m along the line of action of the force.
Question 4:
A pair of bullocks exerts a force of 140 N on a plough. The field being ploughed is 15 m long. How much work is done in ploughing the length of the field? [Imp.]
बैलों की जोड़ी खेत जोतते समय किसी हल पर 140 N बल लगाती है| जोता गया खेत 15 m लंबा है| खेत की लंबाई को जोतने में कितना कार्य किया गया?
Answer
Force (F) = 140 N
Displacement (S) = 15 m
Work done = Force × Displacement
W = 140 x 15 = 2100 J
Hence, 2100 J of work is done in ploughing the length of the field.
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Question 1:
What is the kinetic energy of an object?
किसी वस्तु की गतिज ऊर्जा क्या होती है?
Answer
The energy possessed by an object due to its motion is called kinetic energy.
Question 2:
Write an expression for the kinetic energy of an object.
किसी वस्तु की गतिज ऊर्जा के लिए व्यंजक लिखो|
Answer
the kinetic energy possessed by an object of mass, m and moving with a uniform velocity, v is
\(\quad\) E_k = \(\frac{1}{2} mv^2\)
Question 3:
The kinetic energy of an object of mass, m moving with a velocity of 5 m s–1 is 25 J. What will be its kinetic energy when its velocity is doubled? What will be its kinetic energy when its velocity is increased three times?
5 m s–1 के वेग से गतिशील किसी m द्रव्यमान की वस्तु की गतिज ऊर्जा 25 J है| यदि इसके वेग को दुगुना कर दिया जाए तो इसकी गतिज ऊर्जा कितनी हो जाएगी? यदि इसके वेग को तीनगुना बढ़ा दिया जाए तो इसकी गतिज ऊर्जा कितनी हो जाएगी?
Answer
Given K.E. of the object = 25J and Velocity of the object (v) = 5 m/s
\(\quad\) K.E. = \(\frac{1}{2} mv^2\)
\(\Rightarrow\) 25 = (½) m (5) 2
\(\Rightarrow\) 50 = 25 x m
\(\Rightarrow\) m = 50/25 m = 2 kg
Now, when velocity is doubled v = 10 m/s and m = 2 kg
K.E. = (½) x 2 x (10) 2
K.E. = 10 2 \(\Rightarrow\) K.E. = 100 J
When velocity is increased three times, then v = 15 m/s m = 2 kg
K.E. = (½) x 2 x (15) 2 \(\Rightarrow\) K.E. = (15) 2 \(\Rightarrow\) K.E. = 225 J
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Page No. 123
Question 1:
What is power?
शक्ति क्या है?
Answer
Power is defined as the rate of doing work or the rate of transfer of energy. If an agent does a work W in time t, then power is given by:
Power = \(\frac{work}{time}\)
or, P = \(\frac{W}{t}\)
The unit of power is watt, W.
कार्य करने की दर या ऊर्जा रूपांतरण की दर को शक्ति कहते हैं ।
Question 2:
Define 1 watt of power.
1 वाट शक्ति को परिभाषित कीजिए|
Question 3:
A lamp consumes 1000 J of electrical energy in 10 s. What is its power?
एक लैंप 1000 J विद्युत् ऊर्जा 10 s में व्यय करता है| इसकी शक्ति कितनी है?
Question 4:
Define average power.
औसत शक्ति को परिभाषित कीजिए|
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Page No. 124 Exercise
Question 1:
Look at the activities listed below. Reason out whether or not work is done in the light of your understanding of the term ‘work’.
– An engine is pulling a train.
– Suma is swimming in a pond.
– A donkey is carrying a load on its back.
– A wind-mill is lifting water from a well.
– A green plant is carrying out photosynthesis.
– Food grains are getting dried in the sun.
– A sailboat is moving due to wind energy.
निम्न सूचीबद्ध क्रियाकलापों को ध्यान से देखिए| अपनी कार्य शब्द की व्याख्या के आधार पर तर्क दीजिए कि इनमें कार्य हो रहा है अथवा नहीं|
– सूमा एक तालाब में तैर रही है|
– एक गधे ने अपनी पीठ पर बोझा उठा रखा है|
– एक पवन चक्की (विंड मिल) कुएँ से पानी उठा रही है|
– एक हरे पौधे में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया हो रही है|
– एक इंजन ट्रेन को खींच रहा है|
– अनाज के दाने सूर्य की धूप में सूख रहे हैं|
– एक पाल-नाव पवन ऊर्जा के कारण गतिशील है|
Question 2:
An object thrown at a certain angle to the ground moves in a curved path and falls back to the ground. The initial and the final points of the path of the object lie on the same horizontal line. What is the work done by the force of gravity on the object?
एक पिंड को धरती से किसी कोण पर फेंका जाता है| यह एक वक्र पथ पर चलता है और वापस धरती पर आ गिरता है| पिंड के पथ के प्रारंभिक तथा अंतिम बिंदु एक ही क्षैतिज रेखा पर स्थित हैं| पिंड पर गुरुत्व बल द्वारा कितना कार्य किया गया?
Question 3:
A battery lights a bulb. Describe the energy changes involved in the process.
एक बैटरी बल्ब जलाती है| इस प्रक्रम में होने वाले ऊर्जा परिवर्तनों का वर्णन कीजिए|
Question 4:
Certain force acting on a 20 kg mass changes its velocity from 5 m s–1 to 2 m s–1. Calculate the work done by the force.
20 kg द्रव्यमान पर लगने वाला कोई बल इसके वेग को 5 ms-1 से 2 ms-1 में परिवर्तित कर देता है| बल द्वारा किए गए कार्य का परिकलन कीजिए|
Question 5:
A mass of 10 kg is at a point A on a table. It is moved to a point B. If the line joining A and B is horizontal, what is the work done on the object by the gravitational force? Explain your answer.
10 kg द्रव्यमान का एक पिंड मेज पर A बिंदु पर रखा है| इसे B बिंदु तक लाया जाता है| यदि A तथा B को मिलाने वाली रेखा क्षैतिज है तो पिंड पर गुरुत्व बल द्वारा किया गया कार्य कितना होगा? अपने उत्तर की व्याख्या कीजिए|
Question 6:
The potential energy of a freely falling object decreases progressively. Does this violate the law of conservation of energy? Why?
मुक्त रूप से गिरते एक पिंड की स्थितिज ऊर्जा लगातार कम होती जाती है| क्या यह ऊर्जा संरक्षण नियम का उल्लंघन करती है| कारण बताइए|
Question 7:
What are the various energy transformations that occur when you are riding a bicycle?
जब आप साइकिल चलाते हैं तो कौन-कौन से ऊर्जा रूपांतरण होते हैं?
Question 8:
Does the transfer of energy take place when you push a huge rock with all your might and fail to move it? Where is the energy you spend going?
जब आप अपनी सारी शक्ति लगा कर एक बड़ी चट्टान को धकेलना चाहते हैं और इसे हिलाने में असफल हो जाते हैं तो क्या इस अवस्था में ऊर्जा का स्थानांतरण होता है? आपके द्वारा व्यय की गई ऊर्जा कहाँ चली जाती है?
Question 9:
A certain household has consumed 250 units of energy during a month. How much energy is this in joules?
किसी घर में एक महीने में ऊर्जा की 250 ‘यूनिटें’ व्यय हुईं| यह ऊर्जा जूल में कितनी होगी?
Question 10:
An object of mass 40 kg is raised to a height of 5 m above the ground. What is its potential energy? If the object is allowed to fall, find its kinetic energy when it is half-way down.
40 kg द्रव्यमान का एक पिंड धरती से 5 m की ऊँचाई तक उठाया जाता है| इसकी स्थितिज ऊर्जा कितनी है? यदि पिंड को मुक्त रूप से गिरने दिया जाए तो जब पिंड ठीक आधे रास्ते पर है उस समय इसकी गतिज ऊर्जा का परिकलन कीजिए|
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Question 11:
What is the work done by the force of gravity on a satellite moving round the earth? Justify your answer.
पृथ्वी के चारों ओर घूमते हुए किसी उपग्रह पर गुरुत्व बल द्वारा कितना कार्य किया जाएगा? अपने उत्तर को तर्कसंगत बनाइए|
Question 12:
Can there be displacement of an object in the absence of any force acting on it? Think. Discuss this question with your friends and teacher.
क्या किसी पिंड पर लगने वाले किसी भी बल की अनुपस्थिति में, इसका विस्थापन हो सकता है? सोचिए| इस प्रश्न के बारे में अपने मित्रों तथा अध्यापकों से विचार-विमर्श कीजिए|
Question 13:
A person holds a bundle of hay over his head for 30 minutes and gets tired. Has he done some work or not? Justify your answer.
कोई मनुष्य भूसे के एक गट्ठर को अपने सिर पर 30 मिनट तक रखे रहता है और थक जाता है| क्या उसने कुछ कार्य किया या नहीं? अपने उत्तर को तर्कसंगत बनाइए|
Question 14:
An electric heater is rated 1500 W. How much energy does it use in 10 hours?
एक विद्युत्-हीटर (ऊष्मक) की घोषित शक्ति 1500 W है| 10 घंटे में यह कितनी ऊर्जा उपयोग करेगा?
Question 15:
Illustrate the law of conservation of energy by discussing the energy changes which occur when we draw a pendulum bob to one side and allow it to oscillate. Why does the bob eventually come to rest? What happens to its energy eventually? Is it a violation of the law of conservation of energy?
जब हम किसी सरल लोलक के गोलक को एक ओर ले जाकर छोड़ते हैं तो यह दोलन करने लगता है| इसमें होने वाले ऊर्जा परिवर्तनों की चर्चा करते हुए ऊर्जा संरक्षण के नियम को स्पष्ट कीजिए| गोलक कुछ समय पश्चात् विराम अवस्था में क्यों आ जाता है? अंततः इसकी ऊर्जा का क्या होता है? क्या यह ऊर्जा संरक्षण नियम का उल्लंघन है?
Question 16:
An object of mass, m is moving with a constant velocity, v. How much work should be done on the object in order to bring the object to rest?
m द्रव्यमान का एक पिंड एक नियत वेग v से गतिशील है| पिंड पर कितना कार्य करना चाहिए कि यह विराम अवस्था में आ जाए?
Question 17:
Calculate the work required to be done to stop a car of 1500 kg moving at a velocity of 60 km/h?
1500 kg द्रव्यमान की कार को जो 60 km/h के वेग से चल रही है, रोकने के लिए किए गए कार्य का परिकलन कीजिए|
Question 18:
In each of the following a force, F is acting on an object of mass, m. The direction of displacement is from west to east shown by the longer arrow. Observe the diagrams carefully and state whether the work done by the force is negative, positive or zero.
निम्न में से प्रत्येक स्थिति में m द्रव्यमान के एक पिंड पर एक बल F लग रहा है| विस्थापन की दिशा पश्चिम से पूर्व की ओर है जो एक लंबे तीर से प्रदर्शित की गई है| चित्रों को ध्यानपूर्वक देखिये और बताइए कि किया गया कार्य ऋणात्मक है, धनात्मक है या शून्य है|
Question 19:
Soni says that the acceleration in an object could be zero even when several forces are acting on it. Do you agree with her? Why?
सोनी कहती है कि किसी वस्तु पर त्वरण शून्य हो सकता है चाहे उस पर कई बल कार्य कर रहे हों| क्या आप उससे सहमत हैं? बताइए क्यों?
Question 20:
Find the energy in joules consumed in 10 hours by four devices of power 500 W each.
चार युक्तियाँ, जिनमें प्रत्येक की शक्ति 500 W है 10 घंटे तक उपयोग में लाई जाती हैं| इनके द्वारा व्यय की गई ऊर्जा kWh में परिकलित कीजिए|
Question 21:
A freely falling object eventually stops on reaching the ground. What happenes to its kinetic energy?
मुक्त रूप से गिरता एक पिंड अंततः धरती तक पहुँचने पर रूक जाता है| इसकी गतिज ऊर्जा का क्या होता है?
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