सामान्य विज्ञान | भौतिकशास्त्र – बल, कार्य, ऊर्जा व शक्ति – MPSC 30 प्रश्न (भाग 2)

धडा: बल, कार्य, ऊर्जा आणि शक्ति

1. बल (Force)

  • बल म्हणजे वस्तूची गती किंवा आकार बदलण्याची क्षमता.
  • सूत्र: F = m × a
  • एकक: Newton (N)
  • बल सदिश राशी आहे.

2. बलाचे प्रकार

  • स्पर्श बल: घर्षण, ताण, सामान्य प्रतिक्रिया
  • अस्पर्श बल: गुरुत्वाकर्षण, चुंबकीय, विद्युत
  • संतुलित बल: नेट बल शून्य
  • असंतुलित बल: नेट बल शून्य नसते → प्रवेग निर्माण होतो

3. कार्य (Work)

  • जेव्हा बल लावून वस्तू स्थानांतरित होते तेव्हा कार्य होते.
  • सूत्र: W = F × s × cosθ
  • एकक: Joule (J)
  • जेव्हा बल आणि स्थानांतर एकाच दिशेने → कार्य धन
  • जेव्हा विरुद्ध दिशेने → कार्य ऋण
  • जेव्हा लंब → कार्य शून्य

4. ऊर्जा (Energy)

  • कार्य करण्याची क्षमता म्हणजे ऊर्जा.
  • एकक: Joule (J)
  • ऊर्जा अक्षय्य असते (ऊर्जा संवर्धन नियम).

5. ऊर्जेचे प्रकार

  • गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy): गतीमुळे → KE = ½ mv²
  • स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy): स्थितीमुळे → PE = mgh
  • यांत्रिक ऊर्जा: गतिज + स्थितिज
  • इतर: उष्णता, प्रकाश, ध्वनी, रासायनिक, आण्विक इ.

6. शक्ति (Power)

  • एका सेकंदत केलेले कार्य म्हणजे शक्ति.
  • सूत्र: P = W / t किंवा P = F × v
  • एकक: Watt (W)
  • 1 Horsepower = 746 Watt

7. महत्त्वाचे नियम

  • ऊर्जा संवर्धन नियम: ऊर्जा निर्माण किंवा नष्ट होत नाही, फक्त रूपांतर होते.
  • कार्य-ऊर्जा प्रमेय: वस्तूवर केलेले नेट कार्य = गतिज ऊर्जेतील बदल

8. महत्त्वाची सूत्रे

  • F = ma
  • W = F × s
  • KE = ½ mv²
  • PE = mgh
  • P = W / t

सूचना: वरील धडा वाचून समजून घ्या. नंतर खालील प्रश्न स्वतः सोडवा.


प्रश्न (30 MCQs)

प्रश्न १

बलाचे SI एकक काय आहे?
A) Joule
B) Newton
C) Watt
D) Pascal

उत्तर: B) Newton

स्पष्टीकरण: बलाचे एकक Newton आहे.


प्रश्न २

F = ma हे सूत्र कोणत्या नियमाशी संबंधित आहे?
A) न्यूटनचा पहिला नियम
B) न्यूटनचा दुसरा नियम
C) न्यूटनचा तिसरा नियम
D) ऊर्जा संवर्धन

उत्तर: B) न्यूटनचा दुसरा नियम

स्पष्टीकरण: दुसरा नियम F = ma सांगतो.


प्रश्न ३

कार्य कधी होते?
A) फक्त बल लावल्यावर
B) बल लावून स्थानांतर झाल्यावर
C) फक्त वेग असताना
D) फक्त द्रव्यमान असताना

उत्तर: B) बल लावून स्थानांतर झाल्यावर

स्पष्टीकरण: कार्य होण्यासाठी बल आणि स्थानांतर दोन्ही आवश्यक.


प्रश्न ४

कार्याचे SI एकक काय आहे?
A) Newton
B) Joule
C) Watt
D) Pascal

उत्तर: B) Joule

स्पष्टीकरण: 1 Joule = 1 Newton × 1 meter.


प्रश्न ५

जेव्हा बल आणि स्थानांतर एकमेकांना लंब असतात तेव्हा कार्य किती?
A) जास्त
B) शून्य
C) ऋण
D) अनंत

उत्तर: B) शून्य

स्पष्टीकरण: cos 90° = 0 असल्याने कार्य शून्य.


प्रश्न ६

गतिज ऊर्जेचे सूत्र काय आहे?
A) mv
B) ½ mv²
C) mgh
D) F × s

उत्तर: B) ½ mv²

स्पष्टीकरण: Kinetic Energy = ½ mv².


प्रश्न ७

स्थितिज ऊर्जेचे सूत्र काय आहे?
A) ½ mv²
B) mgh
C) F × a
D) P × t

उत्तर: B) mgh

स्पष्टीकरण: Potential Energy = mgh.


प्रश्न ८

शक्तीचे SI एकक काय आहे?
A) Joule
B) Watt
C) Newton
D) Pascal

उत्तर: B) Watt

स्पष्टीकरण: 1 Watt = 1 Joule / second.


प्रश्न ९

1 Horsepower किती Watt असतो?
A) 500 W
B) 746 W
C) 1000 W
D) 100 W

उत्तर: B) 746 W

स्पष्टीकरण: 1 HP = 746 Watt.


प्रश्न १०

ऊर्जा संवर्धन नियम काय सांगतो?
A) ऊर्जा नष्ट होते
B) ऊर्जा निर्माण किंवा नष्ट होत नाही, फक्त रूपांतर होते
C) ऊर्जा फक्त वाढते
D) ऊर्जा फक्त कमी होते

उत्तर: B) ऊर्जा निर्माण किंवा नष्ट होत नाही, फक्त रूपांतर होते

स्पष्टीकरण: हा मूलभूत नियम आहे.


प्रश्न ११

जर द्रव्यमान दुप्पट आणि वेग दुप्पट असेल तर गतिज ऊर्जा किती होईल?
A) दुप्पट
B) चौपट
C) आठपट
D) सोळापट

उत्तर: C) आठपट

स्पष्टीकरण: KE ∝ mv² → 2m × (2v)² = 8 पट.


प्रश्न १२

घर्षण बल कोणत्या प्रकारात येते?
A) अस्पर्श बल
B) स्पर्श बल
C) चुंबकीय बल
D) गुरुत्वाकर्षण

उत्तर: B) स्पर्श बल

स्पष्टीकरण: घर्षण स्पर्श बल आहे.


प्रश्न १३

गुरुत्वाकर्षण बल कोणत्या प्रकारात येते?
A) स्पर्श बल
B) अस्पर्श बल
C) ताण बल
D) सामान्य प्रतिक्रिया

उत्तर: B) अस्पर्श बल

स्पष्टीकरण: गुरुत्वाकर्षण अस्पर्श बल आहे.


प्रश्न १४

कार्य आणि ऊर्जा यांचे एकक समान आहे का?
A) नाही
B) होय (दोन्ही Joule)
C) फक्त काही वेळा
D) वेगळेच आहे

उत्तर: B) होय (दोन्ही Joule)

स्पष्टीकरण: कार्य आणि ऊर्जा दोन्हीचे एकक Joule आहे.


प्रश्न १५

शक्तीचे सूत्र काय आहे?
A) P = W × t
B) P = W / t
C) P = F / a
D) P = m × v

उत्तर: B) P = W / t

स्पष्टीकरण: शक्ति = कार्य / वेळ.


प्रश्न १६

वस्तू उंच ठिकाणी नेल्यावर कोणती ऊर्जा वाढते?
A) गतिज ऊर्जा
B) स्थितिज ऊर्जा
C) उष्णता ऊर्जा
D) ध्वनी ऊर्जा

उत्तर: B) स्थितिज ऊर्जा

स्पष्टीकरण: उंची वाढली की PE वाढते.


प्रश्न १७

वस्तू वेगाने हालचाल करताना कोणती ऊर्जा जास्त असते?
A) स्थितिज
B) गतिज
C) रासायनिक
D) आण्विक

उत्तर: B) गतिज

स्पष्टीकरण: वेग जास्त = गतिज ऊर्जा जास्त.


प्रश्न १८

नेट बल शून्य असताना काय होते?
A) प्रवेग वाढतो
B) प्रवेग शून्य (एकसमान गती किंवा स्थिरता)
C) वेग नेहमी वाढतो
D) ऊर्जा नष्ट होते

उत्तर: B) प्रवेग शून्य (एकसमान गती किंवा स्थिरता)

स्पष्टीकरण: असंतुलित बल नसल्यास प्रवेग शून्य.


प्रश्न १९

कार्य-ऊर्जा प्रमेय काय सांगतो?
A) कार्य = शक्ति
B) नेट कार्य = गतिज ऊर्जेतील बदल
C) कार्य = स्थितिज ऊर्जा
D) कार्य = द्रव्यमान

उत्तर: B) नेट कार्य = गतिज ऊर्जेतील बदल

स्पष्टीकरण: Work-Energy Theorem.


प्रश्न २०

जेव्हा आपण जमिनीवर चालतो तेव्हा प्रतिक्रिया बल कोणते?
A) गुरुत्वाकर्षण
B) जमिनीचा प्रतिक्रिया बल (Normal + Friction)
C) चुंबकीय
D) विद्युत

उत्तर: B) जमिनीचा प्रतिक्रिया बल (Normal + Friction)

स्पष्टीकरण: न्यूटनच्या तिसऱ्या नियमानुसार.


प्रश्न २१

खालीलपैकी कोणती ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा आहे?
A) फक्त उष्णता
B) गतिज + स्थितिज
C) फक्त प्रकाश
D) फक्त ध्वनी

उत्तर: B) गतिज + स्थितिज

स्पष्टीकरण: यांत्रिक ऊर्जा = KE + PE.


प्रश्न २२

बल सदिश आहे की अदिश?
A) अदिश
B) सदिश
C) दोन्ही
D) कोणतेच नाही

उत्तर: B) सदिश

स्पष्टीकरण: बलाला दिशा असते.


प्रश्न २३

जर कार्य शून्य असेल तर काय असू शकते?
A) बल शून्य
B) स्थानांतर शून्य
C) बल आणि स्थानांतर लंब
D) वरील सर्व शक्य

उत्तर: D) वरील सर्व शक्य

स्पष्टीकरण: तिन्ही परिस्थितीत कार्य शून्य होऊ शकते.


प्रश्न २४

खालीलपैकी योग्य जोडी निवडा:
A) कार्य – Watt | शक्ति – Joule
B) कार्य – Joule; शक्ति – Watt; बल – Newton
C) ऊर्जा – Newton
D) शक्ति – kg

उत्तर: B) कार्य – Joule; शक्ति – Watt; बल – Newton

स्पष्टीकरण: सर्व एकके योग्य आहेत.


प्रश्न २५

वस्तूवर धन कार्य केले की काय होते?
A) गतिज ऊर्जा कमी होते
B) गतिज ऊर्जा वाढते
C) ऊर्जा नष्ट होते
D) काहीच होत नाही

उत्तर: B) गतिज ऊर्जा वाढते

स्पष्टीकरण: Work-Energy Theorem नुसार.


प्रश्न २६

स्थितिज ऊर्जा कशावर अवलंबून असते?
A) फक्त वेग
B) द्रव्यमान, गुरुत्व प्रवेग आणि उंची
C) फक्त वेळ
D) फक्त बल

उत्तर: B) द्रव्यमान, गुरुत्व प्रवेग आणि उंची

स्पष्टीकरण: PE = mgh.


प्रश्न २७

शक्ती वाढवण्यासाठी काय करावे?
A) जास्त वेळात कार्य करावे
B) कमी वेळात जास्त कार्य करावे
C) कार्य कमी करावे
D) बल कमी करावे

उत्तर: B) कमी वेळात जास्त कार्य करावे

स्पष्टीकरण: P = W/t → t कमी तर P जास्त.


प्रश्न २८

खालीलपैकी कोणते सूत्र योग्य आहे?
A) KE = mv²
B) KE = ½ mv²
C) KE = mgh
D) KE = F × s

उत्तर: B) KE = ½ mv²

स्पष्टीकरण: योग्य सूत्र हे आहे.


प्रश्न २९

ऊर्जा रूपांतरणाचे उदाहरण कोणते?
A) विजेचा दिवा → प्रकाश + उष्णता
B) फक्त स्थिर वस्तू
C) फक्त गती नसलेली
D) काहीच नाही

उत्तर: A) विजेचा दिवा → प्रकाश + उष्णता

स्पष्टीकरण: विद्युत ऊर्जा रूपांतरित होते.


प्रश्न ३०

खालीलपैकी कोणते पूर्णपणे योग्य आहे?
1. F = ma
2. W = F × s
3. KE = ½ mv²
4. P = W / t

A) फक्त १, २
B) फक्त १, २, ३
C) १, २, ३, ४
D) फक्त २, ३, ४

उत्तर: C) १, २, ३, ४

स्पष्टीकरण: सर्व सूत्रे योग्य आहेत.


📚 झटपट पुनरावलोकन

  • बल = F = ma (Newton)
  • कार्य = F × s (Joule)
  • गतिज ऊर्जा = ½ mv²
  • स्थितिज ऊर्जा = mgh
  • शक्ति = W / t (Watt)
  • 1 HP = 746 W
  • ऊर्जा संवर्धन नियम
  • कार्य शून्य → बल⊥स्थानांतर किंवा स्थानांतर शून्य

निष्कर्ष

बल, कार्य, ऊर्जा आणि शक्ति या संकल्पना भौतिकशास्त्रातील मूलभूत आणि अत्यंत महत्त्वाच्या आहेत. सूत्रे आणि व्याख्या पक्क्या केल्यास संख्यात्मक प्रश्न सहज सोडवता येतात. पुढील भागामध्ये प्रकाश, ध्वनी आणि तरंग पाहता येईल.

कोणत्याही टिप्पण्‍या नाहीत: