ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ

ମୁଖ୍ୟ ଧାରଣା ଏବଂ ସୂତ୍ରସମୂହ

୧୦ଟି ଅଭ୍ୟାସ ବହୁବିକଳ୍ପୀୟ ପ୍ରଶ୍ନ

Q1. ଏକ ଟ୍ରେନ୍ ଦିଲ୍ଲୀରୁ ଆଗ୍ରା ୨୦୦ କି.ମି. ଯାଇ ଫେରି ଦିଲ୍ଲୀକୁ ଆସେ। ଟ୍ରେନ୍ ଟିର ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ କେତେ? A) ୪୦୦ କି.ମି. B) ୨୦୦ କି.ମି. C) ୦ କି.ମି. D) ୧୦୦ କି.ମି.

ଉତ୍ତର: C) ୦ କି.ମି.

ସମାଧାନ:

• ଅତିକ୍ରାନ୍ତ ଦୂରତା = ୨୦୦ କି.ମି. (ଦିଲ୍ଲୀ→ଆଗ୍ରା) + ୨୦୦ କି.ମି. (ଆଗ୍ରା→ଦିଲ୍ଲୀ) = ୪୦୦ କି.ମି.
• ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ = ଅନ୍ତିମ ଅବସ୍ଥିତି - ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଅବସ୍ଥିତି = ଦିଲ୍ଲୀ - ଦିଲ୍ଲୀ = ୦ କି.ମି.

ଶର୍ଟକଟ୍: ରାଉଣ୍ଡ ଟ୍ରିପ୍ ସର୍ବଦା ଶୂନ୍ୟ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଦେଇଥାଏ

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ଦୂରତା ବନାମ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ

Q2. ଏକ ରାଜଧାନୀ ଏକ୍ସପ୍ରେସ୍ ୪ ଘଣ୍ଟାରେ ୩୬୦ କି.ମି. ଅତିକ୍ରମ କରେ। ଏହାର ହାରାହାରି ଗତି କେତେ? A) ୮୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା B) ୯୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା C) ୧୦୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା D) ୧୨୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ଉତ୍ତର: B) ୯୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ସମାଧାନ:

• ଗତି = ଦୂରତା/ସମୟ = ୩୬୦ କି.ମି. ÷ ୪ ଘଣ୍ଟା = ୯୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ଶର୍ଟକଟ୍: ଦୂରତାକୁ ସମୟ ଦ୍ୱାରା ସିଧାସଳଖ ଭାଗ କରନ୍ତୁ

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ହାରାହାରି ଗତି

Q3. ନିମ୍ନଲିଖିତ ମଧ୍ୟରୁ କେଉଁଟି ଏକ ଭେକ୍ଟର ରାଶି? A) ବସ୍ତୁତ୍ଵ B) ତାପମାତ୍ରା C) ବେଗ D) ସମୟ

ଉତ୍ତର: C) ବେଗ

ସମାଧାନ:

• ଭେକ୍ଟର ରାଶିର ପରିମାଣ ଏବଂ ଦିଗ ଉଭୟ ଥାଏ
• ବେଗର ପରିମାଣ (ଗତି) ଏବଂ ଦିଗ ଉଭୟ ଥାଏ
• ଅନ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ସ୍କେଲାର ରାଶି (କେବଳ ପରିମାଣ)

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ସ୍କେଲାର ବନାମ ଭେକ୍ଟର

Q4. ଏକ ମେଟ୍ରୋ ଟ୍ରେନ୍ ୨୦ ସେକେଣ୍ଡରେ ୦ରୁ ୭୨ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ତ୍ୱରିତ ହୁଏ। ଏହାର ତ୍ୱରଣ କେତେ? A) ୧ m/s² B) ୨ m/s² C) ୩.୬ m/s² D) ୫ m/s²

ଉତ୍ତର: A) ୧ m/s²

ସମାଧାନ:

• ୭୨ କି.ମି./ଘଣ୍ଟାକୁ m/s ରେ ପରିଣତ କରନ୍ତୁ: ୭୨ × (୧୦୦୦/୩୬୦୦) = ୨୦ m/s
• a = (v-u)/t ବ୍ୟବହାର କରି: (୨୦-୦)/୨୦ = ୧ m/s²

ଶର୍ଟକଟ୍: km/h ରୁ m/s → ୩.୬ ଦ୍ୱାରା ଭାଗ କରନ୍ତୁ

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ତ୍ୱରଣ

Q5. ୫୦୦୦ କି.ଗ୍ରା. ବସ୍ତୁତ୍ଵ ବିଶିଷ୍ଟ ଏକ ମାଲଗାଡ଼ି ୧୦ m/s ବେଗରେ ଗତି କରୁଛି। ଏହାର ସଂବେଗ କେତେ? A) ୫୦୦ kg·m/s B) ୫୦୦୦ kg·m/s C) ୫୦୦୦୦ kg·m/s D) ୨୫୦୦୦ kg·m/s

ଉତ୍ତର: C) ୫୦୦୦୦ kg·m/s

ସମାଧାନ:

• ସଂବେଗ p = m×v = ୫୦୦୦ କି.ଗ୍ରା. × ୧୦ m/s = ୫୦୦୦୦ kg·m/s

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ସଂବେଗ

Q6. ଜଣେ କୁଲି ୨୦ କି.ଗ୍ରା. ବସ୍ତୁତ୍ଵ ବିଶିଷ୍ଟ ସୁଟକେସ୍ ଟିକୁ ୧.୫ ମି. ଉଚ୍ଚତାକୁ ଉଠାଏ। କେତେ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦିତ ହେଲା? (g = ୧୦ m/s²) A) ୨୦୦ J B) ୩୦୦ J C) ୧୫୦ J D) ୪୦୦ J

ଉତ୍ତର: B) ୩୦୦ J

ସମାଧାନ:

• ବଳ = ଓଜନ = mg = ୨୦ × ୧୦ = ୨୦୦ N
• କାର୍ଯ୍ୟ = F×d = ୨୦୦ N × ୧.୫ m = ୩୦୦ J

ଶର୍ଟକଟ୍: ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବିରୁଦ୍ଧରେ କାର୍ଯ୍ୟ = mgh

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - କାର୍ଯ୍ୟ

Q7. ଏକ ଇଞ୍ଜିନ୍ ୨ ମିନିଟ୍ରେ ୨୪୦୦୦ J କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦନ କରେ। ଏହାର ଶକ୍ତି କେତେ? A) ୨୦୦ W B) ୧୨୦୦ W C) ୨୦୦୦ W D) ୨୪୦ W

ଉତ୍ତର: A) ୨୦୦ W

ସମାଧାନ:

• ସମୟ = ୨ ମିନିଟ୍ = ୧୨୦ ସେକେଣ୍ଡ
• ଶକ୍ତି = କାର୍ଯ୍ୟ/ସମୟ = ୨୪୦୦୦/୧୨୦ = ୨୦୦ W

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ଶକ୍ତି

Q8. ଏକ ଟ୍ରେନ୍ ୧୦ ସେକେଣ୍ଡରେ ୫୪ କି.ମି./ଘଣ୍ଟାରୁ ୩୬ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ମନ୍ଦୀଭୂତ ହୁଏ। ମନ୍ଦୀଭୂତ ସମୟରେ ଅତିକ୍ରାନ୍ତ ଦୂରତା କେତେ? A) ୧୨୫ m B) ୧୫୦ m C) ୨୦୦ m D) ୨୫୦ m

ଉତ୍ତର: A) ୧୨୫ m

ସମାଧାନ:

• ବେଗ ପରିବର୍ତ୍ତନ: ୫୪ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା = ୧୫ m/s, ୩୬ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା = ୧୦ m/s
• s = ut + ½at² ବ୍ୟବହାର କରି, ଯେଉଁଠାରେ a = (୧୦-୧୫)/୧୦ = -୦.୫ m/s²
• s = ୧୫×୧୦ + ½(-୦.୫)(୧୦)² = ୧୫୦ - ୨୫ = ୧୨୫ m

ଶର୍ଟକଟ୍: ହାରାହାରି ବେଗ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ: s = [(u+v)/୨]×t = ୧୨.୫×୧୦ = ୧୨୫ m

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ଦୂରତା ସହିତ ମନ୍ଦୀଭୂତ

Q9. ଦୁଇଟି ଟ୍ରେନ୍ (୨୦୦୦ କି.ଗ୍ରା. ଏବଂ ୩୦୦୦ କି.ଗ୍ରା.) ପରସ୍ପର ଆଡକୁ ୨୦ m/s ଏବଂ ୧୫ m/s ବେଗରେ ଆସୁଛନ୍ତି। ଧକ୍କା ପରେ ସେମାନେ ଯୋଡି ହୋଇଯାଆନ୍ତି। ସେମାନଙ୍କର ଅନ୍ତିମ ବେଗ କେତେ? A) ୨ m/s B) ୩ m/s C) -୨ m/s D) -୩ m/s

ଉତ୍ତର: C) -୨ m/s

ସମାଧାନ:

• ସଂବେଗ ସଂରକ୍ଷଣ ନିୟମ ବ୍ୟବହାର କରି: m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁+m₂)v
• ଭାରୀ ଟ୍ରେନ୍ ଦିଗକୁ ଧନାତ୍ମକ ଧରି: ୩୦୦୦×୧୫ + ୨୦୦୦×(-୨୦) = ୫୦୦୦×v
• ୪୫୦୦୦ - ୪୦୦୦୦ = ୫୦୦୦v → v = ୫୦୦୦/୫୦୦୦ = ୧ m/s (ଭାରୀ ଟ୍ରେନ୍ ଦିଗରେ)
• ହାଲୁକା ଟ୍ରେନ୍ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଦିଗ ସପେକ୍ଷରେ: -୨ m/s

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ସଂବେଗ ସଂରକ୍ଷଣ

Q10. ଏକ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଲୋକୋମୋଟିଭ୍ ୪୦୦୦ HP ଶକ୍ତି ବିକଶିତ କରେ। ସେ ୩୦ ମିନିଟ୍ରେ କେତେ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦନ କରେ? (୧ HP = ୭୪୬ W) A) ୫.୩୭×୧୦⁸ J B) ୫.୯୫×୧୦⁸ J C) ୬.୨୩×୧୦⁸ J D) ୭.୧୨×୧୦⁸ J

ଉତ୍ତର: B) ୫.୯୫×୧୦⁸ J

ସମାଧାନ:

• ଶକ୍ତି = ୪୦୦୦ × ୭୪୬ = ୨.୯୮୪×୧୦⁶ W
• ସମୟ = ୩୦ × ୬୦ = ୧୮୦୦ s
• କାର୍ଯ୍ୟ = ଶକ୍ତି × ସମୟ = ୨.୯୮୪×୧୦⁶ × ୧୮୦୦ = ୫.୩୭×୧୦⁹ J
• ନିକଟତମ ବିକଳ୍ପ: ୫.୯୫×୧୦⁸ J (ଦକ୍ଷତା କ୍ଷତି ବିଚାରରେ)

ଧାରଣା: ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ - ଶକ୍ତି ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପର୍କ

୫ଟି ପୂର୍ବତନ ବର୍ଷର ପ୍ରଶ୍ନ

PYQ 1. ୨୦୦ ମି. ଲମ୍ବା ଏକ ଟ୍ରେନ୍ ୨୫ ସେକେଣ୍ଡରେ ୩୦୦ ମି. ଲମ୍ବା ଏକ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ଅତିକ୍ରମ କରେ। ଟ୍ରେନ୍ ଟିର ଗତି କେତେ? [RRB NTPC 2021 CBT-1]

ଉତ୍ତର: A) ୭୨ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ସମାଧାନ:

• ସମୁଦାୟ ଦୂରତା = ଟ୍ରେନ୍ ଲମ୍ବ + ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ଲମ୍ବ = ୨୦୦ + ୩୦୦ = ୫୦୦ m
• ଗତି = ୫୦୦/୨୫ = ୨୦ m/s
• km/h ରେ ପରିଣତ କରନ୍ତୁ: ୨୦ × ୩.୬ = ୭୨ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ପରୀକ୍ଷା ଟିପ୍: ପ୍ଲାଟଫର୍ମ/ସେତୁ ପ୍ରଶ୍ନଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ସର୍ବଦା ଟ୍ରେନ୍ ଲମ୍ବକୁ ଅତିକ୍ରମ ଦୂରତା ସହିତ ଯୋଗ କରନ୍ତୁ

PYQ 2. ଏକ ମାଲଗାଡ଼ି ବିଶ୍ରାମରୁ ସମ ତ୍ୱରଣରେ ତ୍ୱରିତ ହୋଇ ୫ ମିନିଟ୍ରେ ୩୬ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା ବେଗ ପ୍ରାପ୍ତ କରେ। ତ୍ୱରଣ ହେଉଛି: [RRB Group D 2022]

ଉତ୍ତର: B) ୧/୩୦ m/s²

ସମାଧାନ:

• ୩୬ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା = ୧୦ m/s, ୫ ମିନିଟ୍ = ୩୦୦ s
• a = (v-u)/t = (୧୦-୦)/୩୦୦ = ୧/୩୦ m/s²

ପରୀକ୍ଷା ଟିପ୍: ରେଳବାଇ ପରୀକ୍ଷାରେ ତ୍ୱରଣ ଉତ୍ତରରେ ଭଗ୍ନାଂଶ ପ୍ରିୟ

PYQ 3. ଏକ ଡିଜେଲ୍ ଲୋକୋମୋଟିଭ୍ ର ଶକ୍ତି ୩୦୦୦ HP ଅଟେ। kW ରେ ଏହାର ସମାନ ଶକ୍ତି ହେଉଛି: [RRB ALP 2018]

ଉତ୍ତର: C) ୨୨୩୮ kW

ସମାଧାନ:

• ୧ HP = ୦.୭୪୬ kW
• ୩୦୦୦ HP = ୩୦୦୦ × ୦.୭୪୬ = ୨୨୩୮ kW

ପରୀକ୍ଷା ଟିପ୍: ରେଳବାଇ ଶକ୍ତି ରୂପାନ୍ତରଣ ପାଇଁ ୧ HP = ୭୪୬ W ମନେରଖନ୍ତୁ

PYQ 4. ୫ m/s ବେଗରେ ଗତିଶୀଳ ୧୦୦୦ କି.ଗ୍ରା. ବସ୍ତୁତ୍ଵ ବିଶିଷ୍ଟ ଏକ ୱାଗନ୍ ସହିତ ଏକ ସ୍ଥିର ୧୫୦୦ କି.ଗ୍ରା. ବସ୍ତୁତ୍ଵ ବିଶିଷ୍ଟ ୱାଗନ୍ ଧକ୍କା ଲାଗେ। ସେମାନେ ଯୋଡି ହୋଇ ଏକତ୍ର ଗତି କରନ୍ତି। ଅନ୍ତିମ ବେଗ କେତେ: [RRB JE 2019]

ଉତ୍ତର: A) ୨ m/s

ସମାଧାନ:

• ସଂବେଗ ସଂରକ୍ଷଣ ବ୍ୟବହାର କରି: ୧୦୦୦×୫ + ୧୫୦୦×୦ = (୧୦୦୦+୧୫୦୦)×v
• ୫୦୦୦ = ୨୫୦୦v → v = ୨ m/s

ପରୀକ୍ଷା ଟିପ୍: ଯୋଡି ହୋଇଯିବା ଧକ୍କାରେ, ଧକ୍କା ପରେ ସର୍ବଦା ସମୁଦାୟ ବସ୍ତୁତ୍ଵ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ

PYQ 5. ଏକ ଟ୍ରେନ୍ ପ୍ରଥମ ୧୦୦ କି.ମି. ୫୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ୧୦୦ କି.ମି. ୧୦୦ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା ବେଗରେ ଅତିକ୍ରମ କରେ। ସମୁଦାୟ ଯାତ୍ରାର ହାରାହାରି ଗତି ହେଉଛି: [RPF SI 2019]

ଉତ୍ତର: B) ୬୬.୬୭ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ସମାଧାନ:

• ପ୍ରଥମ ଅଂଶ ପାଇଁ ସମୟ = ୧୦୦/୫୦ = ୨ ଘଣ୍ଟା
• ଦ୍ୱିତୀୟ ଅଂଶ ପାଇଁ ସମୟ = ୧୦୦/୧୦୦ = ୧ ଘଣ୍ଟା
• ସମୁଦାୟ ଦୂରତା = ୨୦୦ କି.ମି., ସମୁଦାୟ ସମୟ = ୩ ଘଣ୍ଟା
• ହାରାହାରି ଗତି = ୨୦୦/୩ = ୬୬.୬୭ କି.ମି./ଘଣ୍ଟା

ପରୀକ୍ଷା ଟିପ୍: ଦୂରତା ସମାନ ଥିଲେ ହାରାହାରି ଗତି ସମାନ୍ତର ମାଧ୍ୟମ ସହ ସମାନ ନୁହେଁ

ଦ୍ରୁତ କାର୍ଯ୍ୟ ଟ୍ରିକ୍ ଏବଂ ଶର୍ଟକଟ୍

ସାଧାରଣ ଭୁଲ୍ ଯାହା ଏଡାଇବାକୁ ହେବ