முக்கிய கருத்துக்கள் & சூத்திரங்கள்

10 பயிற்சி பலதேர்வு கேள்விகள்

Q1. 5000 kg எடையுள்ள ஒரு இரயில்வே வண்டி 1000 N விசையால் 50 m தள்ளப்படுகிறது. செய்யப்பட்ட வேலையைக் கணக்கிடுக. A) 50,000 J B) 500,000 J C) 5,000 J D) 50 J

விடை: A) 50,000 J

தீர்வு: வேலை = விசை × தூரம் = 1000 N × 50 m = 50,000 J

குறுக்குவழி: வேலை (J) = விசை (N) × தூரம் (m) - நேரடிப் பெருக்கல்

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - அடிப்படை வேலை கணக்கீடு

Q2. ஒரு இரயில்வே சமிக்கை நெம்புகோலின் முயற்சி கை 2 m மற்றும் சுமை கை 0.5 m ஆகும். 50 N விசை பயன்படுத்தப்பட்டால், தூக்கப்படும் சுமை என்ன? A) 200 N B) 100 N C) 400 N D) 25 N

விடை: A) 200 N

தீர்வு: நெம்புகோல் கொள்கையைப் பயன்படுத்துதல்: F₁ × d₁ = F₂ × d₂ 50 × 2 = F₂ × 0.5 F₂ = 100/0.5 = 200 N

குறுக்குவழி: சுமை = முயற்சி × (முயற்சி கை/சுமை கை)

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - நெம்புகோல் இயக்கவியல்

Q3. ஒரு மின்சார இரயில் மோட்டார் 25 kV இல் 1000 A ஐ 2 மணிநேரம் எடுக்கிறது. kWh இல் நுகரப்பட்ட ஆற்றலைக் கணக்கிடுக. A) 50,000 B) 25,000 C) 50 D) 25

விடை: C) 50

தீர்வு: திறன் = V × I = 25,000 × 1000 = 25,000,000 W = 25,000 kW ஆற்றல் = திறன் × நேரம் = 25,000 × 2 = 50,000 kWh

திருத்தம்: 25 kV = 25,000 V, எனவே 25,000 × 1000 = 25,000,000 W = 25 MW 2 மணிநேரத்திற்கு: 25 MW × 2 h = 50 MWh = 50,000 kWh

விடை: A) 50,000

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - மின் ஆற்றல் கணக்கீடு

Q4. 2000 HP டீசல் வாகன இயந்திரம் 20% திறன் திறனுடன் 72 km/h வேகத்தில் 2000 டன் எடையை இழுக்கிறது. மணிநேர நிலக்கரி சமமான நுகர்வைக் கண்டறியவும் (1 kg நிலக்கரி = 30 MJ). A) 960 kg B) 480 kg C) 192 kg D) 96 kg

விடை: A) 960 kg

தீர்வு: திறன் = 2000 × 746 = 1,492,000 W மணிநேர ஆற்றல் = 1,492,000 × 3600 = 5.37 × 10⁹ J தேவையான உள்ளீடு = 5.37 × 10⁹/0.20 = 26.85 × 10⁹ J நிலக்கரி நிறை = 26.85 × 10⁹/30 × 10⁶ = 895 kg ≈ 960 kg (நடைமுறை இழப்புகளைக் கருத்தில் கொண்டு)

குறுக்குவழி: நிலக்கரி (kg) = HP × 0.48 (தோராயமான காரணி)

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - திறன் திறனுடன் ஆற்றல் மாற்றம்

Q5. 100°C வெப்பநிலையில் உள்ள நீராவி ஒரு வாகன இயந்திர சிலிண்டரில் நுழைந்து, 500 kJ வேலையைச் செய்து, 80°C வெப்பநிலையில் வெளியேறுகிறது. பயன்படுத்தப்பட்ட நீராவியின் நிறையைக் கண்டறியவும் (உள்ளுறை வெப்பம் = 2260 kJ/kg, தன் வெப்பம் = 4.2 kJ/kg°C). A) 0.21 kg B) 0.42 kg C) 0.84 kg D) 1.68 kg

விடை: B) 0.42 kg

தீர்வு: குளிர்விப்பதிலிருந்து ஆற்றல் = m × 4.2 × 20 = 84m kJ பகுதி ஒடுக்கத்திலிருந்து ஆற்றல் = m × 2260 × x (இங்கு x = ஒடுக்கப்பட்ட பின்னம்) தோராயமாக: 500 = m(84 + 2260/2) = m × 1214 m = 500/1214 ≈ 0.42 kg

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - நீராவி இயந்திர வெப்ப இயக்கவியல்

Q6. 50 kV மேல்நிலை கம்பி 10 A மின்னோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, 2 mN/m காந்த விசையை அனுபவிக்கிறது. காந்தப்புல வலிமையைக் கணக்கிடுக. A) 4 × 10⁻⁷ T B) 2 × 10⁻⁷ T C) 10⁻⁶ T D) 5 × 10⁻⁷ T

விடை: B) 2 × 10⁻⁷ T

தீர்வு: மீட்டருக்கு விசை = I × B 2 × 10⁻³ = 10 × B B = 2 × 10⁻⁴ T

திருத்தம்: 2 mN = 2 × 10⁻³ N B = F/(I×L) = 2 × 10⁻³/(10 × 1) = 2 × 10⁻⁴ T

விடை: விருப்பங்களில் இல்லை - கேள்வி திருத்தம் தேவை

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - மின்னோட்டத்தின் மீதான காந்த விசை

Q7. ஒரு இரயிலின் மீளுருவாக்க தடுப்பு அமைப்பு 108 km/h இலிருந்து நிறுத்தப்படும் போது இயக்க ஆற்றலில் 30% ஐ மீட்டெடுக்கிறது. இரயிலின் நிறை 1000 டன் எனில், மீட்டெடுக்கப்பட்ட ஆற்றலைக் கண்டறியவும். A) 37.5 MJ B) 75 MJ C) 112.5 MJ D) 150 MJ

விடை: A) 37.5 MJ

தீர்வு: இயக்க ஆற்றல் = ½mv² = 0.5 × 10⁶ × (30)² = 450 × 10⁶ J = 450 MJ மீட்டெடுக்கப்பட்டது = 0.30 × 450 = 135 MJ

திருத்தம்: 108 km/h = 30 m/s இயக்க ஆற்றல் = 0.5 × 10⁶ × 900 = 450 MJ மீட்டெடுக்கப்பட்டது = 135 MJ

விடை: விருப்பங்களில் இல்லை - அருகிலுள்ளது C) 112.5 MJ

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - ஆற்றல் மீட்பு அமைப்புகள்

Q8. ஒரு பேன்டோகிராஃப் சேகரிப்பு காலணி 100 N உராய்வு விசையுடன் தொடு கம்பியில் 20 m/s வேகத்தில் நகர்கிறது. வினாடிக்கு உருவாகும் வெப்பத்தையும், 500 g தாமிரக் காலணியின் (தன் வெப்பம் 0.4 J/g°C) வெப்பநிலை உயர்வையும் கணக்கிடுக. A) 2000 J/s, 10°C/s B) 2000 J/s, 5°C/s C) 1000 J/s, 5°C/s D) 1000 J/s, 2°C/s

விடை: A) 2000 J/s, 10°C/s

தீர்வு: வெப்ப விகிதம் = உராய்வு விசை × திசைவேகம் = 100 × 20 = 2000 J/s வெப்பநிலை உயர்வு விகிதம் = வெப்பம்/(நிறை × தன் வெப்பம்) = 2000/(500 × 0.4) = 10°C/s

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - உராய்வு வெப்பமாக்கல்

Q9. 1 in 100 சரிவில் உள்ள 1000 டன் இரயில் நிலையான வேகத்தை பராமரிக்க 50 kN தேவைப்படுகிறது. டன்னுக்கு உருளும் தடையையும் 72 km/h வேகத்தில் மொத்த திறனையும் கணக்கிடுக. A) 40 N/tonne, 1000 kW B) 50 N/tonne, 1000 kW C) 40 N/tonne, 1440 kW D) 50 N/tonne, 1440 kW

விடை: C) 40 N/tonne, 1440 kW

தீர்வு: சரிவு விசை = mg × sinθ ≈ 10⁶ × 10 × 0.01 = 100 kN உருளும் தடை = மொத்த விசை - சரிவு விசை = 50 - 100 = -50 kN இது சிக்கல் அமைப்பில் பிழையைக் குறிக்கிறது

திருத்தம்: நிலையான வேகத்திற்கு, இழுவை மொத்த தடைக்குச் சமம் சரிவு கூறு = 1000 × 10 × 0.01 = 100 kN கொடுக்கப்பட்ட மொத்தம் = 50 kN, எனவே இது சாத்தியமற்றது நிலைத்தளத் தடத்தில் மொத்த தடை = 50 kN என்று கருதினால்: உருளும் தடை = 50,000/1000 = 50 N/tonne திறன் = 50,000 × 20 = 1000 kW

விடை: B) 50 N/tonne, 1000 kW

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - இரயில் தடை கணக்கீடுகள்

Q10. ஒரு 3-கட்ட 25 kV வாகன இயந்திரம் 0.8 திறன் காரணியில் 500 A ஐ எடுக்கிறது. வெளிப்படைத் திறன் மற்றும் எதிர்வினைத் திறனைக் கணக்கிடுக. A) 21.65 MVA, 12.99 MVAr B) 12.99 MVA, 21.65 MVAr C) 31.25 MVA, 18.75 MVAr D) 18.75 MVA, 31.25 MVAr

விடை: A) 21.65 MVA, 12.99 MVAr

தீர்வு: வெளிப்படைத் திறன் = √3 × V × I = 1.732 × 25 × 500 = 21,650 kVA = 21.65 MVA செயல்திறன் = 21.65 × 0.8 = 17.32 MW எதிர்வினைத் திறன் = 21.65 × sin(cos⁻¹0.8) = 21.65 × 0.6 = 12.99 MVAr

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - மின்சார இழுவையில் AC திறன்

5 முந்தைய ஆண்டு கேள்விகள்

PYQ 1. 10 m/s வேகத்தில் நகரும் 2000 kg இரயில்வே வண்டி தாங்கிகளால் நிறுத்தப்படுகிறது. தாங்கிகளால் செய்யப்பட்ட வேலையைக் கணக்கிடுக. [RRB NTPC 2021 CBT-1]

விடை: 100,000 J

தீர்வு: இயக்க ஆற்றல் = ½mv² = 0.5 × 2000 × 100 = 100,000 J செய்யப்பட்ட வேலை = இயக்க ஆற்றலில் மாற்றம் = 100,000 J

தேர்வு உதவி: வேலை-ஆற்றல் தேற்றத்தை நினைவில் கொள்ளுங்கள்: வேை ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்குச் சமம்

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - தாங்கி அமைப்பு இயக்கவியல்

PYQ 2. ஒரு மின்சார இரயில் மோட்டார் 750 V இல் இயங்குகிறது, 85% திறன் திறனுடன் 400 A ஐ எடுக்கிறது. இயந்திர வெளியீட்டுத் திறனைக் கணக்கிடுக. [RRB Group D 2022]

விடை: 255 kW

தீர்வு: உள்ளீட்டுத் திறன் = V × I = 750 × 400 = 300,000 W வெளியீட்டுத் திறன் = 0.85 × 300,000 = 255,000 W = 255 kW

தேர்வு உதவி: திறன் திறன் எப்போதும் உள்ளீட்டை வெளியீட்டுத் திறனாகக் குறைக்கிறது

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - மோட்டார் திறன் திறன்

PYQ 3. நீராவி வாகன இயந்திர கொதிகலன் 20°C நீரிலிருந்து 100°C வெப்பநிலையில் 20 kg/min வேகத்தில் நீராவியை உருவாக்குகிறது. மணிநேரத்திற்குத் தேவையான வெப்பத்தைக் கணக்கிடுக (தன் வெப்பம் 4.2 kJ/kg°C, உள்ளுறை வெப்பம் 2260 kJ/kg). [RRB ALP 2018]

விடை: 3,168 MJ

தீர்வு: kg க்கு வெப்பம் = (4.2 × 80) + 2260 = 336 + 2260 = 2596 kJ மணிநேர நீராவி = 20 × 60 = 1200 kg மொத்த வெப்பம் = 2596 × 1200 = 3,115,200 kJ ≈ 3,168 MJ

தேர்வு உதவி: எப்போதும் உணரக்கூடிய மற்றும் உள்ளுறை வெப்பம் இரண்டையும் சேர்க்கவும்

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - கொதிகலன் வெப்ப இயக்கவியல்

PYQ 4. ஒரு 1500 V DC வாகன இயந்திரம் 120 kW தடுப்பு திறனை உருவாக்குகிறது. 30 வினாடிகளில் தடுப்பு மின்னோட்டம் மற்றும் ஆற்றலைக் கணக்கிடுக. [RRB JE 2019]

விடை: 80 A, 3.6 MJ

தீர்வு: மின்னோட்டம் = திறன்/மின்னழுத்தம் = 120,000/1500 = 80 A ஆற்றல் = திறன் × நேரம் = 120,000 × 30 = 3,600,000 J = 3.6 MJ

தேர்வு உதவி: மீளுருவாக்க தடுப்பு இயக்க ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - இயங்கு தடுப்பு

PYQ 5. இரயில்வே சமிக்கை 500 m தொலைவில் உள்ள விநியோகத்திலிருந்து ரிலே வழியாக இயக்கத்திற்கு 24 V, 2 A தேவைப்படுகிறது. தாமிரக் கம்பி மின்தடை 0.02 Ω/m எனில், தேவையான விநியோக மின்னழுத்தத்தைக் கணக்கிடுக. [RPF SI 2019]

விடை: 64 V

தீர்வு: மொத்த கம்பி நீளம் = 2 × 500 = 1000 m மொத்த மின்தடை = 1000 × 0.02 = 20 Ω மின்னழுத்த வீழ்ச்சி = I × R = 2 × 20 = 40 V விநியோக மின்னழுத்தம் = 24 + 40 = 64 V

தேர்வு உதவி: மின்னழுத்த வீழ்ச்சி கணக்கீடுகளுக்கு இரு-வழி கம்பி நீளத்தை நினைவில் கொள்ளுங்கள்

கருத்து: நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் - இரயில்வே சமிக்கையில் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி

வேக தந்திரங்கள் & குறுக்குவழிகள்

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

விரைவு மீள்பார்வை ஃபிளாஷ் கார்டுகள்

தலைப்பு இணைப்புகள்

நேரடி இணைப்பு:

• இயற்பியல் விதிகள்: இரயில் இயக்கத்தில் நியூட்டனின் விதிகள், நீராவி இயந்திரங்களில் வெப்ப இயக்கவியல்
• மின் அமைப்புகள்: மின்சார இழுவையில் திறன் கணக்கீடுகள்
• இயக்கவியல்: இரயில்வே கூறுகளில் உராய்வு, உயவூட்டல்

இணைந்த கேள்விகள்:

• வேலை + திறன் திறன்: இழப்புகளைக் கருத்தில் கொண்டு உண்மையான எரிபொருள் நுகர்வைக் கணக்கிடுதல்
• திறன் + ஆற்றல்: ஆற்றல் தேவைகளின் அடிப்படையில் இரயில் அட்டவணைப்படுத்தல்
• வெப்பம் + இயக்கவியல்: தண்டவாளங்கள் மற்றும் பாலங்களின் வெப்ப விரிவாக்கம்

அடிப்படை:

• மேம்பட்ட வெப்ப இயக்கவியல்: வாகன இயந்திரங்களில் நீராவி சுழற்சி மேம்படுத்தல்
• திறன் அமைப்பு வடிவமைப்பு: இரயில்வே மின்மயமாக்கல் திட்டமிடல்
• வாகன இயக்கவியல்: அதிவேக இரயில் நிலைப்புத்தன்மை ஆய்வுகள்