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General SciencePhysics: Work, Energy and Power

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21 N का एक स्थिर बल एक पिंड को उसकी अपनी दिशा में 3 m तक विस्थापित करता है। किया गया कार्य _____ है।

24 J

63 J

18 J

7 J

Correct Answer

🔬 SC • Science अवधारणा और सिद्धांतGeneral SciencePhysics: Work, Energy and Power

63 J

Quick Summary:

किया गया कार्य, लगाए गए बल के परिमाण और बल की दिशा में वस्तु के विस्थापन के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है। $21\ \text{N}$ के बल को $3\ \text{m}$ के विस्थापन से गुणा करने पर, हमें $63\ \text{J}$ प्राप्त होता है।

🔬SCScience Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

💡 Everyday Analogy (Real-World Intuition)

शॉपिंग कार्ट को धक्का देने के बारे में सोचें; आप जितना अधिक बल लगाएंगे (बल) और जितनी दूर चलेंगे (विस्थापन), आप उतना ही अधिक कार्य करेंगे।

🧠 Memory Mnemonic / Shortcut Aid

WFS (कार्य = बल $\times$ स्थान/विस्थापन)

🔢 Key Formulas

$W = F \cdot s \cdot \cos(\theta)$ — किए गए कार्य के लिए सामान्य सूत्र

$W = F \times s$ — विस्थापन की दिशा में कार्यरत बल के लिए सरलीकृत सूत्र

⚙️ Working Principle

यांत्रिक कार्य के सिद्धांत के अनुसार, जब एक स्थिर बल $F$ किसी पिंड पर कार्य करता है और उसे उसी दिशा में $s$ विस्थापन उत्पन्न करता है, तो किया गया कार्य $W$ बल और विस्थापन सदिशों के डॉट गुणनफल का उपयोग करके गणना की जाती है। चूंकि बल और विस्थापन के बीच का कोण $\theta0°$ है, इसलिए $\cos(0°) = 1$ होने के कारण सूत्र सरल होकर $W = F \times s$ हो जाता है।

📌 Key Points

▸
कार्य एक अदिश राशि है, जिसमें केवल परिमाण होता है और दिशा नहीं होती।
▸
कार्य की SI इकाई जूल (J) है, जहाँ $1\ \text{J} = 1\ \text{N} \cdot \text{m}$ होता है।
▸
यदि बल विस्थापन के लंबवत है, तो किया गया कार्य शून्य होता है क्योंकि $\cos(90°) = 0$ होता है।

✅ Advantages

▸
ऊर्जा हस्तांतरण का एक सरल परिमाणीकरण प्रदान करता है।

❌ Disadvantages / Limitations

▸
इसमें लगने वाले समय का ध्यान नहीं रखा जाता है, जिसे शक्ति कहते हैं।

🛠️ Applications / Uses

▸
यांत्रिक प्रणालियों में ऊर्जा खपत की गणना करना।
▸
गति और बलों से संबंधित भौतिकी समस्याओं का विश्लेषण करना।

📄 Additional Information

▸
स्थिर बल $F = 21\ \text{N}$ और विस्थापन $s = 3\ \text{m}$ दिए गए हैं।
▸
विकल्प A गलत है क्योंकि यह एक गलत गणना है। विकल्प C गलत है ( $21 - 3 = 18$ )। विकल्प D गलत है ( $21 / 3 = 7$ )।

📊 Diagram / Illustration

✅

B सही है — किया गया कार्य $W = 21\ \text{N} \times 3\ \text{m} = 63\ \text{J}$ के रूप में गणना की जाती है।

Core Concepts Used

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कार्य-ऊर्जा प्रमेय अदिश राशि यांत्रिक विस्थापन

💡 EXAM TIP

हमेशा विस्थापन के सापेक्ष बल की दिशा की जाँच करें; यदि वे समानांतर नहीं हैं, तो आपको $\cos(\theta)$ से गुणा करना होगा।

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