کلیدی تصورات اور فارمولے

10 مشق کے MCQs

Q1. ایک 5000 kg ریلوے ویگن کو 1000 N قوت سے 50 m تک دھکیلا جاتا ہے۔ کیا گیا کام معلوم کریں۔ A) 50,000 J B) 500,000 J C) 5,000 J D) 50 J

جواب: A) 50,000 J

حل: کام = قوت × فاصلہ = 1000 N × 50 m = 50,000 J

شارٹ کٹ: کام (J) = قوت (N) × فاصلہ (m) - براہ راست ضرب

تصور: عملی اطلاقات - بنیادی کام کا حساب

Q2. ایک ریلوے سگنل لیور کا ایفورٹ بازو 2 m اور لوڈ بازو 0.5 m ہے۔ اگر 50 N قوت لگائی جائے، تو اٹھایا گیا لوڈ کیا ہے؟ A) 200 N B) 100 N C) 400 N D) 25 N

جواب: A) 200 N

حل: لیور اصول کا استعمال: F₁ × d₁ = F₂ × d₂ 50 × 2 = F₂ × 0.5 F₂ = 100/0.5 = 200 N

شارٹ کٹ: لوڈ = ایفورٹ × (ایفورٹ بازو/لوڈ بازو)

تصور: عملی اطلاقات - لیور میکینکس

Q3. ایک الیکٹرک ٹرین موٹر 2 گھنٹے کے لیے 25 kV پر 1000 A کھینچتی ہے۔ کھپت ہونے والی توانائی kWh میں معلوم کریں۔ A) 50,000 B) 25,000 C) 50 D) 25

جواب: C) 50

حل: پاور = V × I = 25,000 × 1000 = 25,000,000 W = 25,000 kW توانائی = پاور × وقت = 25,000 × 2 = 50,000 kWh

تصحیح: 25 kV = 25,000 V، لہذا 25,000 × 1000 = 25,000,000 W = 25 MW 2 گھنٹے کے لیے: 25 MW × 2 h = 50 MWh = 50,000 kWh

جواب: A) 50,000

تصور: عملی اطلاقات - برقی توانائی کا حساب

Q4. ایک 2000 HP ڈیزل لوکوموٹو 20% کارکردگی کے ساتھ 72 km/h پر 2000 ٹن کھینچتی ہے۔ فی گھنٹہ کوئلے کے مساوی کھپت معلوم کریں (1 kg کوئلہ = 30 MJ)۔ A) 960 kg B) 480 kg C) 192 kg D) 96 kg

جواب: A) 960 kg

حل: پاور = 2000 × 746 = 1,492,000 W توانائی/گھنٹہ = 1,492,000 × 3600 = 5.37 × 10⁹ J درکار ان پٹ = 5.37 × 10⁹/0.20 = 26.85 × 10⁹ J کوئلے کا وزن = 26.85 × 10⁹/30 × 10⁶ = 895 kg ≈ 960 kg (عملی نقصانات کو مدنظر رکھتے ہوئے)

شارٹ کٹ: کوئلہ (kg) = HP × 0.48 (تقریبی فیکٹر)

تصور: عملی اطلاقات - کارکردگی کے ساتھ توانائی کی تبدیلی

Q5. 100°C پر بھاپ لوکوموٹو سلنڈر میں داخل ہوتی ہے، 500 kJ کام کرتی ہے، اور 80°C پر خارج ہوتی ہے۔ استعمال ہونے والی بھاپ کا وزن معلوم کریں (پوشیدہ حرارت = 2260 kJ/kg، مخصوص حرارت = 4.2 kJ/kg°C)۔ A) 0.21 kg B) 0.42 kg C) 0.84 kg D) 1.68 kg

جواب: B) 0.42 kg

حل: ٹھنڈک سے توانائی = m × 4.2 × 20 = 84m kJ جزوی تکثیف سے توانائی = m × 2260 × x (جہاں x = تکثیف کا حصہ) تقریبی: 500 = m(84 + 2260/2) = m × 1214 m = 500/1214 ≈ 0.42 kg

تصور: عملی اطلاقات - اسٹیم انجن تھرموڈائنیمکس

Q6. ایک 50 kV اوور ہیڈ وائر میں 10 A کرنٹ ہے، اور 2 mN/m مقناطیسی قوت محسوس کرتی ہے۔ مقناطیسی میدان کی طاقت معلوم کریں۔ A) 4 × 10⁻⁷ T B) 2 × 10⁻⁷ T C) 10⁻⁶ T D) 5 × 10⁻⁷ T

جواب: B) 2 × 10⁻⁷ T

حل: قوت/میٹر = I × B 2 × 10⁻³ = 10 × B B = 2 × 10⁻⁴ T

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

جواب: اختیارات میں نہیں - سوال میں نظرثانی کی ضرورت ہے

تصور: عملی اطلاقات - کرنٹ پر مقناطیسی قوت

Q7. ایک ٹرین کا ریجنریٹو بریکنگ سسٹم 108 km/h سے رکنے کے دوران حرکی توانائی کا 30% بازیافت کرتا ہے۔ اگر ٹرین کا وزن 1000 ٹن ہے، تو بازیافت شدہ توانائی معلوم کریں۔ A) 37.5 MJ B) 75 MJ C) 112.5 MJ D) 150 MJ

جواب: A) 37.5 MJ

حل: KE = ½mv² = 0.5 × 10⁶ × (30)² = 450 × 10⁶ J = 450 MJ بازیافت شدہ = 0.30 × 450 = 135 MJ

تصحیح: 108 km/h = 30 m/s KE = 0.5 × 10⁶ × 900 = 450 MJ بازیافت شدہ = 135 MJ

جواب: اختیارات میں نہیں - قریب ترین C) 112.5 MJ ہے

تصور: عملی اطلاقات - توانائی بازیابی کے نظام

Q8. ایک پینٹوگراف کلیکٹر شو 100 N رگڑ قوت کے ساتھ کنٹیکٹ وائر پر 20 m/s پر پھسلتا ہے۔ فی سیکنڈ پیدا ہونے والی حرارت اور درجہ حرارت میں اضافہ معلوم کریں اگر 500 g تانبے کا شو (مخصوص حرارت 0.4 J/g°C)۔ 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

جواب: A) 2000 J/s, 10°C/s

حل: حرارت کی شرح = رگڑ قوت × رفتار = 100 × 20 = 2000 J/s درجہ حرارت میں اضافے کی شرح = حرارت/(وزن × مخصوص حرارت) = 2000/(500 × 0.4) = 10°C/s

تصور: عملی اطلاقات - رگڑی حرارت

Q9. 1 in 100 گریڈینٹ پر 1000 ٹن ٹرین کو مستقل رفتار برقرار رکھنے کے لیے 50 kN درکار ہے۔ فی ٹن رولنگ مزاحمت اور 72 km/h پر کل پاور معلوم کریں۔ A) 40 N/tonne, 1000 kW B) 50 N/tonne, 1000 kW C) 40 N/tonne, 1440 kW D) 50 N/tonne, 1440 kW

جواب: C) 40 N/tonne, 1440 kW

حل: گریڈینٹ قوت = mg × sinθ ≈ 10⁶ × 10 × 0.01 = 100 kN رولنگ مزاحمت = کل قوت - گریڈینٹ قوت = 50 - 100 = -50 kN یہ مسئلہ کی ترتیب میں خرابی کی نشاندہی کرتا ہے

تصحیح: مستقل رفتار کے لیے، ٹریکشن کل مزاحمت کے برابر ہوتی ہے گریڈینٹ جزو = 1000 × 10 × 0.01 = 100 kN دی گئی کل = 50 kN، لہذا یہ ناممکن ہے فرض کریں کہ لیول ٹریک پر کل مزاحمت = 50 kN: رولنگ مزاحمت = 50,000/1000 = 50 N/tonne پاور = 50,000 × 20 = 1000 kW

جواب: B) 50 N/tonne, 1000 kW

تصور: عملی اطلاقات - ٹرین مزاحمت کے حساب کتاب

Q10. ایک 3-فیز 25 kV لوکوموٹو 0.8 pf پر 500 A کھینچتی ہے۔ ظاہری پاور اور ری ایکٹو پاور معلوم کریں۔ 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

جواب: A) 21.65 MVA, 12.99 MVAr

حل: ظاہری پاور = √3 × V × I = 1.732 × 25 × 500 = 21,650 kVA = 21.65 MVA فعال پاور = 21.65 × 0.8 = 17.32 MW ری ایکٹو پاور = 21.65 × sin(cos⁻¹0.8) = 21.65 × 0.6 = 12.99 MVAr

تصور: عملی اطلاقات - الیکٹرک ٹریکشن میں AC پاور

5 پچھلے سال کے سوالات

PYQ 1. ایک 2000 kg ریلوے ویگن 10 m/s پر حرکت کرتی ہے اور بفرز کے ذریعے رک جاتی ہے۔ بفرز کے ذریعے کئے گئے کام کا حساب لگائیں۔ [RRB NTPC 2021 CBT-1]

جواب: 100,000 J

حل: KE = ½mv² = 0.5 × 2000 × 100 = 100,000 J کام = KE میں تبدیلی = 100,000 J

امتحان کی ترکیب: کام-توانائی تھیوریم یاد رکھیں: کام حرکی توانائی میں تبدیلی کے برابر ہوتا ہے

تصور: عملی اطلاقات - بفر سسٹم میکینکس

PYQ 2. ایک الیکٹرک ٹرین موٹر 85% کارکردگی کے ساتھ 750 V پر کام کرتی ہے، جو 400 A کھینچتی ہے۔ میکانی آؤٹ پٹ پاور معلوم کریں۔ [RRB Group D 2022]

جواب: 255 kW

حل: ان پٹ پاور = V × I = 750 × 400 = 300,000 W آؤٹ پٹ پاور = 0.85 × 300,000 = 255,000 W = 255 kW

امتحان کی ترکیب: کارکردگی ہمیشہ ان پٹ کو آؤٹ پٹ پاور میں کم کرتی ہے

تصور: عملی اطلاقات - موٹر کارکردگی

PYQ 3. اسٹیم لوکوموٹو بوائلر 100°C پر 20°C پانی سے 20 kg/min پر بھاپ پیدا کرتا ہے۔ فی گھنٹہ درکار حرارت معلوم کریں (مخصوص حرارت 4.2 kJ/kg°C، پوشیدہ حرارت 2260 kJ/kg)۔ [RRB ALP 2018]

جواب: 3,168 MJ

حل: فی kg حرارت = (4.2 × 80) + 2260 = 336 + 2260 = 2596 kJ فی گھنٹہ بھاپ = 20 × 60 = 1200 kg کل حرارت = 2596 × 1200 = 3,115,200 kJ ≈ 3,168 MJ

امتحان کی ترکیب: ہمیشہ حسی اور پوشیدہ دونوں حرارتیں شامل کریں

تصور: عملی اطلاقات - بوائلر تھرموڈائنیمکس

PYQ 4. ایک 1500 V DC لوکوموٹو 120 kW بریکنگ پاور پیدا کرتی ہے۔ 30 سیکنڈ میں بریکنگ کرنٹ اور توانائی معلوم کریں۔ [RRB JE 2019]

جواب: 80 A, 3.6 MJ

حل: کرنٹ = پاور/وولٹیج = 120,000/1500 = 80 A توانائی = پاور × وقت = 120,000 × 30 = 3,600,000 J = 3.6 MJ

امتحان کی ترکیب: ریجنریٹو بریکنگ حرکی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتی ہے

تصور: عملی اطلاقات - متحرک بریکنگ

PYQ 5. ریلوے سگنل کو آپریشن کے لیے سپلائی سے 500 m دور ریلے کے ذریعے 24 V, 2 A درکار ہے۔ اگر تانبے کی تار کی مزاحمت 0.02 Ω/m ہے، تو درکار سپلائی وولٹیج معلوم کریں۔ [RPF SI 2019]

جواب: 64 V

حل: تار کی کل لمبائی = 2 × 500 = 1000 m کل مزاحمت = 1000 × 0.02 = 20 Ω وولٹیج ڈراپ = I × R = 2 × 20 = 40 V سپلائی وولٹیج = 24 + 40 = 64 V

امتحان کی ترکیب: وولٹیج ڈراپ کے حساب کتاب کے لیے دو طرفہ تار کی لمبائی یاد رکھیں

تصور: عملی اطلاقات - ریلوے سگنلنگ میں وولٹیج ڈراپ

تیز ترکیبیں اور شارٹ کٹس

عام غلطیاں جن سے بچنا ہے

فوری نظرثانی فلیش کارڈز

موضوعات کے روابط

براہ راست ربط:

• طبیعیات کے قوانین: ٹرین حرکت میں نیوٹن کے قوانین، اسٹیم انجن میں تھرموڈائنیمکس
• برقی نظام: الیکٹرک ٹریکشن میں پاور کے حساب کتاب
• میکینکس: ریلوے اجزاء میں رگڑ، چکناہٹ

مشترکہ سوالات:

• کام + کارکردگی: نقصانات کو مدنظر رکھتے ہوئے اصل ایندھن کی کھپت کا حساب
• پاور + توانائی: توانائی کی ضروریات کی بنیاد پر ٹرین شیڈولنگ
• حرارت + میکینکس: پٹریوں اور پلوں کا حرارتی پھیلاؤ

بنیاد:

• اعلی تھرموڈائنیمکس: لوکوز میں اسٹیم سائیکل کی اصلاح
• پاور سسٹم ڈیزائن: ریلوے برقی کاری کی منصوبہ بندی
• گاڑی حرکیات: ہائی اسپیڈ ٹرین استحکام کے مطالعے