This revised page was built from the existing Class 9 Physics library chapter (chapter-5-complete-guide-book.html) in the same series. No official Class 9 Physics book copy was on disk for a fresh page-by-page check, so no book page numbers are claimed and the exercise is carried over from the master chapter as given, not newly verified against the book. Answers follow the master chapter.
یہ نظرثانی شدہ صفحہ اسی سلسلے کے موجودہ جماعت نہم فزکس کے باب سے بنایا گیا ہے۔ کتاب کی کوئی مصدقہ نقل ڈسک پر موجود نہیں تھی، اس لیے کتاب کے صفحہ نمبرز کا دعویٰ نہیں کیا گیا، اور ایکسرسائز ماسٹر باب سے جوں کی توں لی گئی ہے۔
Work is done when a force moves a body through a distance in the direction of the force: W = F × S. If the force acts at an angle θ to the displacement, W = FS cos θ. Unit: joule (J) = 1 N m. A joule can also be written as kg m2 s−2.
Work is zero when there is no displacement (a man pushing a fixed wall does no work, however tired he gets) or when force is perpendicular to motion (θ = 90°, cos 90° = 0 — e.g. a satellite's gravity does no work on it in a circular orbit). Work is maximum when θ = 0° (force along displacement). Work is a scalar.
کام تب ہوتا ہے جب فورس جسم کو اپنی سمت میں فاصلہ طے کرائے: W = F × S۔ اگر فورس زاویے θ پر لگے تو W = FS cos θ۔ اکائی جول (J) = 1 N m، یعنی kg m²/s²۔
کام صفر ہوتا ہے جب ڈسپلیسمنٹ نہ ہو (دیوار کو دھکیلنے پر کوئی کام نہیں، چاہے تھکاوٹ ہو) یا فورس حرکت کے عموداً ہو (θ = 90°)۔ کام زیادہ سے زیادہ تب ہوتا ہے جب θ = 0° ہو۔ کام اسکیلر ہے۔
Kinetic energy is the energy a body has because of its motion: Ek = ½mv2 (unit: joule). It is found from the work done to accelerate the body: W = F × S = ma × S, and with v2 = 2aS this gives W = ½mv2. Kinetic energy can never be negative (m > 0 and v2 ≥ 0).
Because of the v2, doubling speed makes kinetic energy four times. A slow car can have more kinetic energy than a fast motorcycle because its much larger mass outweighs the speed difference. If momentum doubles, kinetic energy (p2/2m) becomes four times. An object at velocity v has more kinetic energy than a twice-heavy object at v/2 (½mv2 vs ¼mv2). A car moving at constant speed around a curve keeps the same kinetic energy — speed, not direction, matters.
حرکی توانائی حرکت کی وجہ سے ہوتی ہے: Ek = ½mv² (اکائی جول)۔ یہ اس کام سے معلوم ہوتی ہے جو جسم کو تیز کرنے میں ہوا۔ حرکی توانائی کبھی منفی نہیں ہو سکتی کیونکہ v² ہمیشہ مثبت ہوتا ہے۔
رفتار دوگنی ہو تو حرکی توانائی چار گنا ہو جاتی ہے۔ آہستہ کار کی حرکی توانائی تیز موٹر سائیکل سے زیادہ ہو سکتی ہے کیونکہ اس کی کمیت بہت زیادہ ہے۔
Potential energy is energy due to position: gravitational potential energy Ep = mgh for a body of mass m raised through height h. 'An object has one joule of potential energy' means it can do 1 J of work by virtue of its position (relative to a chosen reference level — potential energy is always relative).
Conservation of energy: energy cannot be created or destroyed, only transformed; total energy stays constant. A falling body converts Ep into Ek: at height h, Ep = mgh and Ek = 0; just before hitting the ground, Ep = 0 and Ek = mgh. A cyclist coasting down a hill gains speed (Ep → Ek) and can climb the next hill, but never quite as high, because some energy is lost to friction. That is also why a perpetual machine is impossible.
مخفی توانائی مقام کی وجہ سے ہوتی ہے: کشش ثقل کی مخفی توانائی Ep = mgh۔ 'کسی جسم کی مخفی توانائی ایک جول ہے' کا مطلب ہے کہ وہ اپنی پوزیشن کی وجہ سے 1 J کام کر سکتا ہے (یہ ہمیشہ کسی حوالہ سطح کے لحاظ سے ہوتی ہے)۔
توانائی کی بقا: توانائی پیدا یا ختم نہیں ہوتی، صرف شکل بدلتی ہے۔ گرتا جسم Ep کو Ek میں بدلتا ہے۔ اسی لیے پرپیچوئل مشین ناممکن ہے — رگڑ میں کچھ توانائی ہمیشہ ضائع ہوتی ہے۔
Power P = W ÷ t — the rate of doing work. Unit: watt (W); 1 W = 1 J s−1; 1 horsepower = 746 W. Two forces can do different work in different times: F1 doing 5 J in 10 s gives 0.5 W, while F2 doing 3 J in 5 s gives 0.6 W — so F2 delivers greater power despite less work.
Efficiency = (useful output energy ÷ input energy) × 100%. It can never be 100% because some energy is always wasted as heat through friction and air resistance. Example: a box pushed up a 15 m ramp with 80 N (input 1200 J) rising 5 m (useful 10 × 10 × 5 = 500 J) has efficiency 500 ÷ 1200 = 41.7%. There is a limit to a machine's efficiency for the same reason.
طاقت P = W ÷ t — کام کرنے کی شرح۔ اکائی واٹ (W)؛ 1 W = 1 J/s؛ 1 ہارس پاور = 746 W۔ دو فورسز میں سے وہ زیادہ طاقت دیتی ہے جس کی شرح زیادہ ہو، چاہے کام کم ہو: 5 J/10 s = 0.5 W بمقابلہ 3 J/5 s = 0.6 W۔
کارکردگی = (مفید آؤٹ پٹ ÷ ان پٹ) × 100%۔ یہ کبھی 100% نہیں ہو سکتی کیونکہ رگڑ میں کچھ توانائی ہمیشہ حرارت بن کر ضائع ہوتی ہے۔
Answer: W = FS cos θ = 20 × 3 × cos 60° = 60 × 0.5 = 30 J. جواب: 30 J۔
Answer: W = FS cos θ → 20 = 8 × 5 × cos θ → cos θ = 0.5 → θ = 60°. جواب: 60°۔
Answer: Work = mgh = 100 × 10 × 80 = 80,000 J. Power = 80,000 ÷ 25 = 3200 W. جواب: 3200 W۔
Answer: a = 40 ÷ 20 = 2 m s−2; v = 2 × 5 = 10 m s−1. Ek = ½ × 20 × 100 = 1000 J. جواب: 1000 J۔
Answer: Ep = mgh = 0.16 × 10 × 20 = 32 J. جواب: 32 J۔
Answer: h = v2 ÷ 2g = 352 ÷ 20 = 1225 ÷ 20 = 61.25 m. جواب: 61.25 m۔
Answer: Height difference = 0.8 m. ½mv2 = mgh → v = √(2 × 10 × 0.8) = √16 = 4 m s−1, at the lowest point (where kinetic energy is maximum). جواب: 4 m/s، سب سے نچلی پوزیشن پر۔
Answer: W = 50 × 20 × cos 45° = 1000 × 0.707 = 707 J. جواب: 707 J۔
Answer: (i) Height gained = 10 × sin 30° = 5 m. Work = mgh = 5 × 10 × 5 = 250 J. (ii) Lifting vertically to the same height: work = mgh = 250 J. Same — work against gravity depends only on height, not path. جواب: دونوں 250 J — کشش ثقل کے خلاف کام صرف اونچائی پر منحصر ہے۔
Answer: Input = 80 × 15 = 1200 J. Useful output = 10 × 10 × 5 = 500 J. Efficiency = 500 ÷ 1200 × 100% = 41.7%. جواب: 41.7%۔
Answer: Work = 600 × 5 = 3000 J. Power = 3000 ÷ 15 = 200 W. جواب: 200 W۔
Answer: Work = 40 × 10 × 10 = 4000 J. Power = 4000 ÷ 8 = 500 W. جواب: 500 W۔
Answer: Force–displacement graph: a step graph — height F for distance L (area FL), then height 2F for distance 2L (area 4FL). Total work = area under graph = FL + 4FL = 5FL. جواب: 5FL — گراف کے نیچے کا رقبہ۔