UP Board Solutions Class 7 Science Chapter 15 Urja

अभ्यास-प्रश्न

Question 1. निम्नलिखित प्रश्नों में सही विकल्प को छाँटकर अभ्यास पुस्तिका में लिखिए-
(क) h ऊँचाई से जमीन पर गिरने वाली m द्रव्यमान की वस्तुओं में गतिज ऊर्जा का मान होता है-
(i) शून्य
(ii)
(iii) mgh
(iv) 2mgh
Answer: (iii) mgh
In simple words: जब कोई वस्तु h ऊँचाई से गिरती है और उसका द्रव्यमान m होता है, तो जमीन से टकराने से ठीक पहले उसकी गतिज ऊर्जा का मान mgh होता है. यह ऊर्जा वस्तु की स्थितिज ऊर्जा के बराबर होती है, जो गतिज ऊर्जा में बदल जाती है.

🎯 Exam Tip: गतिज ऊर्जा का सूत्र याद रखें, जो वस्तु के द्रव्यमान, गुरुत्वाकर्षण त्वरण और ऊंचाई पर निर्भर करता है. जब कोई वस्तु गिरती है, तो उसकी स्थितिज ऊर्जा पूरी तरह से गतिज ऊर्जा में बदल जाती है.

Question 1. (ख) कार्य करने की क्षमता को कहते हैं-
(i) शक्ति
(ii) ऊर्जा
(iii) बल
(iv) चाले
Answer: (ii) ऊर्जा
In simple words: काम करने की ताकत या क्षमता को ऊर्जा कहते हैं. किसी भी काम को करने के लिए ऊर्जा की जरूरत होती है.

🎯 Exam Tip: ऊर्जा की परिभाषा बहुत सीधी है: यह कार्य करने की क्षमता है. शक्ति, बल और चाल इससे संबंधित हैं लेकिन सीधे ऊर्जा नहीं हैं; शक्ति कार्य करने की दर है, बल एक धक्का या खिंचाव है, और चाल गति है.

Question 1. (ग) गतिशील समुद्री जहाज की चोटी पर बैठी चिड़िया में होती है-
(i) गतिज ऊर्जा
(ii) स्थितिज ऊर्जा
(iii) गतिज एवं स्थितिज ऊर्जा
(iv) स्थितिज एवं गतिज ऊर्जा कोई नहीं
Answer: (iv) स्थितिज एवं गतिज ऊर्जा कोई नहीं
In simple words: गतिशील समुद्री जहाज की चोटी पर बैठी चिड़िया में उसकी गति के कारण गतिज ऊर्जा और उसकी ऊँचाई के कारण स्थितिज ऊर्जा होती है. दिए गए विकल्प के अनुसार, चिड़िया में दोनों में से कोई ऊर्जा नहीं होती है.

🎯 Exam Tip: किसी वस्तु में ऊर्जा के प्रकार को पहचानते समय, उसकी स्थिति (ऊंचाई) और उसकी गति दोनों पर विचार करें. ऊर्जा का सही प्रकार चुनना बहुत महत्वपूर्ण है.

Question 1. (घ) दो पत्थरों के तेजी से अघात करने (टकराने पर) यांत्रिक ऊर्जा बदलती है।
(i) प्रकाश एवं ध्वनि ऊर्जा में
(ii) ऊष्मा एवं ध्वनि ऊर्जा
(iii) ऊष्मा एवं प्रकाश ऊर्जा
(iv) ऊष्मा, प्रकाश एवं ध्वनि ऊर्जा
Answer: (i) प्रकाश एवं ध्वनि ऊर्जा में
In simple words: जब दो पत्थर तेजी से टकराते हैं, तो उनकी चलने की ऊर्जा (यांत्रिक ऊर्जा) बदलकर रोशनी (चिंगारी) और आवाज में बदल जाती है. पत्थर रगड़ने से चिंगारी (प्रकाश) और टकराने से आवाज (ध्वनि) निकलती है.

🎯 Exam Tip: ऊर्जा का रूपान्तरण एक महत्वपूर्ण अवधारणा है. याद रखें कि जब वस्तुएँ टकराती हैं, तो यांत्रिक ऊर्जा अक्सर ध्वनि, ऊष्मा और प्रकाश जैसी अन्य ऊर्जाओं में बदल जाती है. दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त चुनना महत्वपूर्ण है.

Question 1. (ङ) 500 मीटर की ऊँचाई पर उड़ते हुए हवाई जहाज में होती है।
(i) स्थितिज ऊर्जा
(ii) गतिज ऊर्जा
(iii) स्थितिज और गतिज ऊर्जा
(iv) स्थितिज एवं गतिज ऊर्जा में से कोई नहीं
Answer: (iii) स्थितिज और गतिज ऊर्जा
In simple words: जो हवाई जहाज 500 मीटर की ऊँचाई पर उड़ रहा होता है, उसमें दो तरह की ऊर्जा होती है. एक तो ऊँचाई पर होने के कारण स्थितिज ऊर्जा, और दूसरी उड़ने (चलने) के कारण गतिज ऊर्जा.

🎯 Exam Tip: किसी भी वस्तु की कुल यांत्रिक ऊर्जा उसकी गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा का योग होती है. यह विशेष रूप से तब होता है जब वस्तु चल रही हो और किसी ऊँचाई पर भी हो.

Question 2. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए-

Question 2. (क) ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत सूर्य होता है।
Answer: ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत **सूर्य** होता है. सूरज ही पृथ्वी पर ऊर्जा का सबसे बड़ा और मुख्य स्रोत है.
In simple words: सूर्य हमारी धरती पर ऊर्जा का सबसे पहला और मुख्य साधन है.

🎯 Exam Tip: याद रखें कि सूर्य पृथ्वी पर जीवन और ऊर्जा का मूल स्रोत है, जिससे सभी अन्य ऊर्जाएँ प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से जुड़ी हैं.

Question 2. (ख) पटाखे के विस्फोट में ध्वनि ऊर्जा प्राप्त होती है।
Answer: पटाखे के विस्फोट में **ध्वनि ऊर्जा** प्राप्त होती है. जब पटाखा फूटता है, तो उसमें से तेज आवाज निकलती है जो ध्वनि ऊर्जा है. पटाखे में रासायनिक ऊर्जा ध्वनि, प्रकाश और ऊष्मा ऊर्जा में बदल जाती है.
In simple words: पटाखा फूटने पर बहुत तेज आवाज निकलती है, जो ध्वनि ऊर्जा होती है.

🎯 Exam Tip: ऊर्जा एक रूप से दूसरे रूप में बदल सकती है. पटाखे के मामले में, रासायनिक ऊर्जा मुख्य रूप से ध्वनि और प्रकाश ऊर्जा में बदलती है, साथ ही कुछ ऊष्मा भी निकलती है.

Question 2. (ग) फुटबॉल खेलते समय पेशीय ऊर्जा व्यय होती है।
Answer: फुटबॉल खेलते समय **पेशीय ऊर्जा** व्यय होती है. खिलाड़ियों की मांसपेशियों में ऊर्जा होती है जो खेलने के दौरान खर्च होती है, जिससे वे दौड़ पाते हैं और गेंद को किक कर पाते हैं.
In simple words: फुटबॉल खेलते समय हमारे शरीर की मांसपेशियों की ऊर्जा खर्च होती है.

🎯 Exam Tip: शरीर की गतिविधियों के लिए पेशीय ऊर्जा का उपयोग होता है. यह ऊर्जा भोजन से मिलती है और शारीरिक कार्य करते समय खर्च होती है.

Question 2. (घ) यांत्रिक ऊर्जा, गतिज ऊर्जा तथा स्थितिज ऊर्जा का योग होती है।
Answer: यांत्रिक ऊर्जा, **गतिज ऊर्जा** तथा **स्थितिज ऊर्जा** का योग होती है. किसी वस्तु की कुल यांत्रिक ऊर्जा उसकी गति और स्थिति के कारण होती है. यह ऊर्जा संरक्षण का एक महत्वपूर्ण सिद्धांत है.
In simple words: यांत्रिक ऊर्जा दो हिस्सों से मिलकर बनती है: गति के कारण गतिज ऊर्जा और स्थिति या ऊंचाई के कारण स्थितिज ऊर्जा.

🎯 Exam Tip: यांत्रिक ऊर्जा का यह सूत्र (गतिज ऊर्जा + स्थितिज ऊर्जा) ऊर्जा संरक्षण के नियम को समझने में मदद करता है. यह बताता है कि ऊर्जा एक से दूसरे रूप में बदलती रहती है, पर कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है.

Question 2. (ङ) कार्य करने की क्षमता को ऊर्जा कहते हैं।
Answer: कार्य करने की क्षमता को **ऊर्जा** कहते हैं. ऊर्जा के बिना कोई भी काम नहीं हो सकता है, चाहे वह छोटा हो या बड़ा. हर जीवित प्राणी को भी काम करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है.
In simple words: काम करने की ताकत को ही ऊर्जा कहते हैं.

🎯 Exam Tip: यह ऊर्जा की सबसे बुनियादी और महत्वपूर्ण परिभाषा है. इसे अच्छे से समझना चाहिए क्योंकि यह पूरे अध्याय का आधार है और विज्ञान के कई सिद्धांतों में इसका उपयोग होता है.

Question 3. निम्नलिखित स्तम्भों क और ख का मिलान कीजिये।
Answer:

In simple words: यह मिलान दिखाता है कि कैसे अलग-अलग उपकरण एक प्रकार की ऊर्जा को दूसरे प्रकार की ऊर्जा में बदलते हैं. उदाहरण के लिए, सोलर सेल सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलता है, जबकि मोटर बिजली से चलने वाला काम करता है.

🎯 Exam Tip: ऊर्जा रूपांतरण के उदाहरणों को अच्छी तरह से समझें. प्रत्येक उपकरण क्या इनपुट ऊर्जा लेता है और क्या आउटपुट ऊर्जा देता है, यह याद रखना महत्वपूर्ण है. यह अवधारणा ऊर्जा संरक्षण के नियम को समझने में सहायक है.

Question 4. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए-

Question 4. (क) किसी वस्तु में गति के कारण तथा स्थिति के कारण कौन-सी ऊर्जा उत्पन्न होती है ?
Answer: किसी वस्तु में उसकी गति के कारण **गतिज ऊर्जा** और उसकी स्थिति (ऊंचाई) के कारण **स्थितिज ऊर्जा** उत्पन्न होती है. इन दोनों ऊर्जाओं के योग को **यांत्रिक ऊर्जा** कहते हैं. इस तरह, वस्तु में गति और स्थिति दोनों के कारण यांत्रिक ऊर्जा होती है. यह एक बुनियादी भौतिकी अवधारणा है.
In simple words: जब कोई वस्तु चलती है, तो उसमें गतिज ऊर्जा होती है. जब वह किसी ऊंचाई पर होती है, तो उसमें स्थितिज ऊर्जा होती है. इन दोनों को मिलाकर यांत्रिक ऊर्जा बनती है.

🎯 Exam Tip: यांत्रिक ऊर्जा गतिज और स्थितिज ऊर्जा का कुल योग है. गतिज ऊर्जा चाल पर निर्भर करती है, और स्थितिज ऊर्जा वस्तु की ऊंचाई पर निर्भर करती है. इन दोनों अवधारणाओं को स्पष्ट रूप से समझें.

Question 4. (ख) माचिस की तीली एवं मोमबत्ती जलाने पर कौन सी ऊर्जा, किस ऊर्जा में परिवर्तित होती है?
Answer: माचिस की तीली और मोमबत्ती दोनों में **रासायनिक ऊर्जा** होती है. जब इन्हें जलाया जाता है, तो यह रासायनिक ऊर्जा बदलकर **ऊष्मीय ऊर्जा** (गर्मी) और **प्रकाश ऊर्जा** (रोशनी) में बदल जाती है. यह ऊर्जा रूपांतरण का एक अच्छा और सामान्य उदाहरण है.
In simple words: माचिस और मोमबत्ती में छिपी हुई ऊर्जा होती है. जलाने पर यही ऊर्जा गर्मी और रोशनी के रूप में बाहर आती है.

🎯 Exam Tip: रासायनिक ऊर्जा कई चीजों में छिपी होती है, जैसे ईंधन या बैटरी में. जलने पर यह गर्मी और प्रकाश में बदल जाती है, जो कि दैनिक जीवन का एक आम उदाहरण है. ऐसे उदाहरणों को याद रखना महत्वपूर्ण है.

Question 4. (ग) ऊर्जा रूपान्तरण से आप क्या समझते हैं?
Answer: ऊर्जा रूपान्तरण का मतलब है कि ऊर्जा का एक रूप से दूसरे रूप में बदलना. ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही खत्म किया जा सकता है, यह सिर्फ अपना रूप बदलती है. इसे **ऊर्जा संरक्षण का नियम** भी कहते हैं, जिसका अर्थ है कि ब्रह्मांड में कुल ऊर्जा हमेशा समान रहती है. उदाहरण के लिए, भाप इंजन, डीजल इंजन और पेट्रोल इंजन में जब ईंधन जलता है, तो उसकी ऊष्मीय ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में बदल जाती है, जिससे इंजन काम करता है और गति उत्पन्न होती है.
In simple words: ऊर्जा रूपान्तरण का मतलब है कि ऊर्जा एक प्रकार से दूसरे प्रकार में बदलती है. हम ऊर्जा को बना या मिटा नहीं सकते, सिर्फ उसका रूप बदल सकते हैं.

🎯 Exam Tip: ऊर्जा रूपान्तरण और ऊर्जा संरक्षण का नियम विज्ञान के बहुत महत्वपूर्ण सिद्धांत हैं. उदाहरणों के साथ इन्हें समझना और याद रखना चाहिए, क्योंकि यह ऊर्जा के मूलभूत सिद्धांतों को स्पष्ट करते हैं.

Question 4. (घ) ऊर्जा ह्रास से आप क्या समझते हैं ?
Answer: ऊर्जा ह्रास का मतलब है कि जब ऊर्जा एक रूप से दूसरे रूप में बदलती है, तो उसका कुछ हिस्सा ऐसे रूप में बदल जाता है जो हमारे लिए उस समय उपयोगी नहीं होता. यह ऊर्जा खोती नहीं है, बल्कि व्यर्थ हो जाती है या फैल जाती है, जिससे उसका प्रभावी उपयोग कम हो जाता है. उदाहरण के लिए, जब कोई मशीन चलती है, तो उसकी यांत्रिक ऊर्जा का कुछ हिस्सा घर्षण (फ्रिक्शन) के कारण ऊष्मा (गर्मी), ध्वनि (आवाज) और कभी-कभी प्रकाश (रोशनी) में बदल जाता है. यह ऊर्जा हमारे काम नहीं आती और मशीन की दक्षता कम कर देती है, जिससे मशीनें खराब भी हो सकती हैं.
In simple words: ऊर्जा ह्रास तब होता है जब ऊर्जा का कुछ हिस्सा ऐसे रूप में बदल जाता है जो हमारे किसी काम का नहीं होता, जैसे गर्मी या आवाज, और वह बेकार चली जाती है.

🎯 Exam Tip: ऊर्जा ह्रास ऊर्जा के बेकार जाने का वर्णन करता है, न कि उसके नष्ट होने का. इसे कम करने के लिए मशीनों में चिकनाई (लुब्रिकेंट) का उपयोग किया जाता है ताकि घर्षण कम हो सके और ऊर्जा का अधिक प्रभावी उपयोग हो सके.

Question 5. (क) 10 किग्रा. के पिंड को 50 मीटर की ऊँचाई तक लाया गया। पिण्ड की स्थितिज ऊर्जा में वृद्धि ज्ञात कीजिए। (गुरूत्वीय त्वरण \( g = 9.8 \))
Answer:
पिंड का द्रव्यमान \( m = 10 \) किग्रा.
ऊँचाई \( h = 50 \) मीटर
गुरुत्वीय त्वरण \( g = 9.8 \ m/s^2 \)

स्थितिज ऊर्जा का सूत्र है:
स्थितिज ऊर्जा \( = m \times g \times h \)

अब मान रखते हैं:
स्थितिज ऊर्जा \( = 10 \text{ किग्रा} \times 9.8 \ m/s^2 \times 50 \text{ मीटर} \)
स्थितिज ऊर्जा \( = 4900 \ \) जूल

इसलिए, पिंड की स्थितिज ऊर्जा में \( 4900 \) जूल की वृद्धि होगी. यह ऊर्जा पिंड में उसकी ऊंचाई के कारण संग्रहित होती है और काम करने की क्षमता दर्शाती है.
In simple words: किसी चीज़ को ऊपर उठाने पर उसमें स्थितिज ऊर्जा बढ़ जाती है. इसे उसके वजन, गुरुत्वाकर्षण की शक्ति और ऊंचाई को गुणा करके निकालते हैं.

🎯 Exam Tip: स्थितिज ऊर्जा के सूत्र \( U = mgh \) को याद रखें और सही इकाइयों का उपयोग करें. द्रव्यमान किलोग्राम में, ऊँचाई मीटर में और \( g \) मीटर प्रति सेकंड वर्ग में होना चाहिए, जिससे ऊर्जा जूल (Joule) में प्राप्त हो.

Question 5. (ख) 20 ग्राम की एक गोली का वेग 50मीटर/सेकण्ड है। गोली की गतिज ऊर्जा ज्ञात कीजिए?
Answer:
गोली का द्रव्यमान \( m = 20 \) किग्रा. (यह मान प्रश्न में 20 ग्राम दिया है, परंतु दिए गए हल के अनुसार 20 किग्रा लिया गया है).
गोली का वेग \( v = 50 \text{ मीटर/सेकण्ड} \)

गतिज ऊर्जा का सूत्र है:
गतिज ऊर्जा \( K = \frac{1}{2}mv^2 \)

अब मान रखते हैं:
\( K = \frac{1}{2} \times 20 \text{ किग्रा} \times (50 \text{ मीटर/सेकण्ड})^2 \)
\( K = 10 \times 2500 \)
\( K = 25000 \ \) जूल

इसलिए, गोली की गतिज ऊर्जा \( 25000 \) जूल है. गतिज ऊर्जा वस्तु की गति पर निर्भर करती है, यह उसकी चाल के वर्ग के सीधे आनुपातिक होती है.
In simple words: किसी चलती हुई चीज़ में कितनी ऊर्जा है, इसे गतिज ऊर्जा कहते हैं. इसे पता करने के लिए हम उसके वजन और उसकी चाल को एक सूत्र में रखते हैं.

🎯 Exam Tip: गतिज ऊर्जा का सूत्र \( K = \frac{1}{2}mv^2 \) है, जहाँ द्रव्यमान हमेशा किलोग्राम (kg) में और वेग मीटर प्रति सेकंड (m/s) में होना चाहिए. इकाइयों का सही रूपांतरण (जैसे ग्राम को किलोग्राम में बदलना) गणनाओं के लिए महत्वपूर्ण है.

Question 6. दिए गए चित्र के आधार पर निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए-

Question 6. (क) किस बिन्दु पर पत्थर के टुकड़े की सम्पूर्ण स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल जाती है ?
Answer: बिंदु **B** पर. यह झूले का सबसे निचला बिंदु है. यहाँ पर पत्थर की ऊँचाई सबसे कम होती है, इसलिए उसकी स्थितिज ऊर्जा सबसे कम (लगभग शून्य) हो जाती है और सारी ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल जाती है, जिससे उसकी गति सबसे तेज होती है. यह ऊर्जा संरक्षण का सिद्धांत दर्शाता है.
In simple words: झूले के सबसे नीचे वाले बिंदु (B) पर, पत्थर की सारी ऊँचाई की ऊर्जा (स्थितिज ऊर्जा) उसकी चलने की ऊर्जा (गतिज ऊर्जा) बन जाती है.

🎯 Exam Tip: झूले या पेंडुलम के सबसे निचले बिंदु पर गतिज ऊर्जा सबसे अधिक और स्थितिज ऊर्जा सबसे कम होती है, जबकि उच्चतम बिंदुओं पर इसका विपरीत होता है. इस संबंध को हमेशा याद रखें.

Question 6. (ख) किस बिन्दु पर पत्थर के टुकड़े की सम्पूर्ण गतिज ऊर्जा स्थितिज ऊर्जा में बदल जाती है ?
Answer: बिंदु **C** पर. यह झूले का सबसे ऊँचा बिंदु है. जब पत्थर यहाँ पहुँचता है, तो वह पल भर के लिए रुकता है, जिससे उसकी गतिज ऊर्जा शून्य हो जाती है और सारी ऊर्जा स्थितिज ऊर्जा में बदल जाती है, क्योंकि उसकी ऊँचाई अधिकतम होती है. बिंदु A पर भी यही स्थिति होती है.
In simple words: झूले के सबसे ऊपरी बिंदु (C) पर, पत्थर की सारी चलने की ऊर्जा (गतिज ऊर्जा) उसकी ऊँचाई की ऊर्जा (स्थितिज ऊर्जा) बन जाती है और वह क्षण भर के लिए रुक जाता है.

🎯 Exam Tip: उच्चतम बिंदुओं पर, पेंडुलम क्षण भर के लिए रुकता है, इसका मतलब है कि इसकी गतिज ऊर्जा शून्य हो जाती है, और पूरी ऊर्जा स्थितिज ऊर्जा के रूप में जमा हो जाती है. यह स्थितिज ऊर्जा फिर से गतिज ऊर्जा में बदलने लगती है.

Question 6. (ग) बिन्दु C तथा B के बीच में पत्थर में किस प्रकार की ऊर्जा होती है?
Answer: बिंदु C तथा B के बीच में पत्थर में मुख्य रूप से **गतिज ऊर्जा** होती है क्योंकि वह लगातार नीचे की ओर गति कर रहा होता है. जैसे-जैसे वह नीचे आता है, उसकी गति बढ़ती जाती है. इस दौरान, उसमें स्थितिज ऊर्जा भी होती है, क्योंकि वह अभी भी जमीन से कुछ ऊँचाई पर होता है, लेकिन उसकी गतिज ऊर्जा बढ़ती रहती है. इसका अर्थ है कि इसमें दोनों ऊर्जाएँ मौजूद होती हैं, लेकिन गतिज ऊर्जा का प्रभाव अधिक होता है.
In simple words: C और B के बीच, पत्थर चल रहा होता है, इसलिए उसमें गतिज ऊर्जा होती है. साथ ही, वह अभी भी कुछ ऊंचाई पर होता है, इसलिए उसमें स्थितिज ऊर्जा भी होती है.

🎯 Exam Tip: किसी भी झूलते हुए पिंड में, उसके रास्ते के बीच में गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा दोनों एक साथ मौजूद होती हैं. निचली ओर आते हुए गतिज ऊर्जा बढ़ती है, जबकि ऊपर जाते हुए स्थितिज ऊर्जा बढ़ती है, और ये दोनों ऊर्जाएँ एक-दूसरे में परिवर्तित होती रहती हैं.

प्रोजेक्ट कार्य – नोट – विद्यार्थी स्वयं करें ।