FE Civil परीक्षा अभ्यास: क्रैम पैक

सूत्र-पत्रक, हर विषय के मुख्य विधि-चरण और 30 अभ्यास प्रश्न, पूरे हल पीछे दिए गए हैं।

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1सूत्र और विधियाँ

बीम आलंब प्रतिक्रियाएँ

संतुलन: ΣF_x = 0, ΣF_y = 0, ΣM = 0
एकसमान भार: परिणामी w·L भार के मध्य में
आघूर्ण: M = F·d

विधि

मुक्त-पिंड आरेख बनाएँ और हर आलंब को उसकी प्रतिक्रियाओं से बदलें।
हर वितरित भार को उसके केंद्रक पर एक अकेले बल से बदलें।
एक आलंब के परितः आघूर्ण लेकर दूसरे की प्रतिक्रिया ज्ञात करें।
शेष प्रतिक्रिया ज्ञात करने के लिए ΣF_y = 0 का उपयोग करें, और दूसरे आघूर्ण समीकरण से जाँचें।

ट्रस: जोड़ विधि

संधि विधि: ΣF_x = 0, ΣF_y = 0 at each joint
खंड विधि: ΣM = 0 about a cut point
अवयव बल: धनात्मक = तनाव, ऋणात्मक = संपीडन

विधि

पूरे ट्रस की आलंब प्रतिक्रियाएँ ज्ञात करें।
संधि विधि: ऐसी संधि से शुरू करें जिस पर अधिकतम दो अज्ञात सदस्य बल हों, और ΣF_x = 0 तथा ΣF_y = 0 का उपयोग करें।
खंड विधि: आवश्यक सदस्य से होकर काटें और उस बिंदु के परितः आघूर्ण लें जहाँ अन्य अज्ञात सदस्य मिलते हैं।
तनाव मानें; ऋणात्मक उत्तर का अर्थ है संपीडन।

अपरूपण बल और बंकन आघूर्ण

अपरूपण बल और आघूर्ण: V = एक ओर का ΣF, M = एक ओर का ΣF·d
बंकन प्रतिबल: σ = M·y/I
आयत: I = bh³/12
खंड मापांक: W = I/y_max
सरल आधारित, एकसमान भार: M_max = wL²/8

विधि

पूरे बीम के संतुलन से आलंब प्रतिक्रियाएँ ज्ञात करें।
बीम को आवश्यक खंड पर काटें और एक भाग रखें।
अपरूपण बल: उस भाग पर ऊर्ध्वाधर बलों का योग। बंकन आघूर्ण: कट के परितः उनके आघूर्णों का योग।
अधिकतम आघूर्ण के लिए वह स्थान ज्ञात करें जहाँ अपरूपण बल शून्य है।

बीम विक्षेप

मध्य-विस्तार पर बिंदु भार: δ = PL³/(48EI)
एकसमान भार, सरल आधारित: δ = 5wL⁴/(384EI)
कैंटिलीवर, सिरे पर भार: δ = PL³/(3EI)
कैंटिलीवर, एकसमान भार: δ = wL⁴/(8EI)
अध्यारोपण: δ = δ₁ + δ₂

स्तंभ बकलिंग

ऑयलर भार: P_cr = π²EI/(KL)²
प्रभावी लंबाई गुणांक: K = 1 पिन–पिन, 0.5 स्थिर–स्थिर, 0.7 स्थिर–पिन, 2 स्थिर–मुक्त
क्रांतिक प्रतिबल: σ_cr = P_cr/A
पतलापन अनुपात: λ = KL/r, r = √(I/A)

केंद्रक और जड़त्व आघूर्ण

केंद्रक: ȳ = ΣA_iy_i/ΣA_i
आयत: I = bh³/12
समांतर अक्ष प्रमेय: I = I_c + A·d²
संयुक्त खंड: I = Σ(I_c,i + A_id_i²)

मृदा में प्रभावी प्रतिबल

कुल प्रतिबल: σ = Σγ_i·h_i
छिद्र जल दाब: u = γ_w·(z − z_w)
प्रभावी प्रतिबल: σ′ = σ − u
पानी: γ_w = 9.81 kN/m³

समेकन निषदन

सामान्य रूप से समेकित: S = C_c·H/(1 + e₀)·log₁₀(σ′_f/σ′₀)
अंतिम प्रतिबल: σ′_f = σ′₀ + Δσ (at mid-depth of the layer)
अति-समेकित, σ′_f ≤ σ′_p: S = C_r·H/(1 + e₀)·log₁₀(σ′_f/σ′₀)
अति-समेकित, σ′_f > σ′_p: S = H/(1 + e₀)·[C_r·log₁₀(σ′_p/σ′₀) + C_c·log₁₀(σ′_f/σ′_p)]
अति-समेकन अनुपात: OCR = σ′_p/σ′₀
समेकन का समय: t = T_v·H_dr²/c_v
जलनिकास पथ: H_dr = H/2 (द्वि-जलनिकास), H (एकल जलनिकास)
समय गुणांक: U 50% → 0.197, 60% → 0.287, 70% → 0.403, 80% → 0.567, 90% → 0.848

द्रवस्थैतिक बल

गहराई पर दाब: p = ρgh
ऊर्ध्वाधर दीवार पर बल: F = ρg·h_c·A
दाब केंद्र: y_p = y_c + I_c/(y_cA)
आयत: I_c = bH³/12

पाइप घर्षण और शीर्ष हानि

रेनॉल्ड्स संख्या: Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
प्रवाह व्यवस्था: Re ≈ 2000 से नीचे स्तरीय, Re ≈ 4000 से ऊपर विक्षुब्ध
औसत वेग: V = Q/A, A = π·D²/4
डार्सी–वाइसबाख: h_f = f·(L/D)·V²/(2g)
लघु हानियाँ: h_m = ΣK·V²/(2g)
K के सामान्य मान: प्रवेश 0.5, निकास 1.0, 90° मोड़ ≈ 0.3
दाब पात: Δp = ρ·g·h_f
दो खुले जलाशय: Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
मुक्त निकास: H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

खुली वाहिका प्रवाह (मैनिंग)

मैनिंग समीकरण: V = (1/n)·R^2/3·S^1/2
प्रवाह दर: Q = A·V
द्रवीय त्रिज्या: R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
आयत: A = b·y, P = b + 2y
समलंब (पार्श्व ढाल z:1): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
वृत्ताकार पाइप, पूरा या आधा भरा: R = D/4
आवश्यक ढाल: S = (n·Q/(A·R^2/3))²

पंप और पंप शक्ति

द्रवीय शक्ति: P_h = ρ·g·Q·H = Q·Δp
शाफ़्ट शक्ति: P_shaft = P_h/η_pump
विद्युत शक्ति: P_el = P_shaft/η_motor
पंप शीर्ष: H = Δz + Δp/(ρ·g) + h_L
तंत्र हानियाँ: h_L = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

मुद्रा का समय मूल्य

भविष्य मूल्य: FV = PV·(1 + i)ⁿ
वर्तमान मूल्य: PV = FV/(1 + i)ⁿ
प्रति वर्ष कई अवधियाँ: i = r/m, N = m·n
वार्षिकी, वर्तमान मूल्य: PV = PMT·[1 − (1 + i)⁻ⁿ]/i
वार्षिकी, भविष्य मूल्य: FV = PMT·[(1 + i)ⁿ − 1]/i

विधि

हर नकदी प्रवाह और उसके समय के साथ एक समय-रेखा बनाएँ।
दर को अवधि से मिलाएँ: मासिक भुगतानों के लिए मासिक दर।
एकल राशियों के लिए FV = PV·(1 + i)ⁿ और समान भुगतानों के लिए वार्षिकी सूत्रों का उपयोग करें।
उत्तर का चिह्न और परिमाण की कोटि जाँचें।

NPV और IRR

शुद्ध वर्तमान मूल्य: NPV = −C₀ + Σ CF_t/(1 + r)^t
समान नकदी प्रवाह: NPV = −C₀ + CF·[1 − (1 + r)⁻ⁿ]/r
आंतरिक प्रतिफल दर: वह r जिस पर NPV = 0
निर्णय: NPV > 0 (या IRR > आवश्यक प्रतिफल) होने पर स्वीकार करें

विधि

सभी नकदी प्रवाहों को उनके वर्ष के साथ सूचीबद्ध करें; वर्ष 0 का निवेश ऋणात्मक है।
हर नकदी प्रवाह को बट्टाकृत करें: CF_t/(1 + r)^t।
NPV पाने के लिए उन्हें जोड़ें। धनात्मक का अर्थ है कि परियोजना r से अधिक कमाती है।
IRR के लिए वह दर ज्ञात करें जो NPV को शून्य बनाती है, प्रयास या अंतर्वेशन द्वारा।

प्रसामान्य बंटन

z-स्कोर: z = (x − μ)/σ
x से कम: P(X < x) = Φ(z)
x से अधिक: P(X > x) = 1 − Φ(z)
बीच में: Φ(z₂) − Φ(z₁)
शततमक: x = μ + z·σ

विधि

मान को z-स्कोर में बदलें: z = (x − μ)/σ।
Φ(z) देखें, जो z के बाईं ओर का क्षेत्रफल है।
दाईं ओर के क्षेत्रफल के लिए 1 − Φ(z) लें; किसी अंतराल के लिए दोनों बाएँ क्षेत्रफल घटाएँ।
शतमक के लिए उलटा चलें: क्षेत्रफल के लिए z ज्ञात करें, फिर x = μ + z·σ।

2अभ्यास प्रश्न

1.बीम आलंब प्रतिक्रियाएँमध्यम

बीम में A पर पिन और A से 6 m पर B पर रोलर है, और यह B से आगे मुक्त सिरे C तक ओवरहैंग करता है। ऊपर की ओर को धनात्मक लेते हुए ऊर्ध्वाधर प्रतिक्रिया R_B ज्ञात कीजिए।

AB = 6 mAC = 10 mP₁ = 20 kN पर 4 mP₂ = 40 kN पर 10 m

R_B = kN

2.बीम आलंब प्रतिक्रियाएँकठिन

सरल आलंबित बीम में A पर पिन और B पर रोलर है। ऊर्ध्वाधर आलंब प्रतिक्रिया R_B ज्ञात कीजिए।

L = 8 mP = 30 kN पर 3 mw = 12 kN/m, 4 से 7 m तक

R_B = kN

3.ट्रस: जोड़ विधिमध्यम

जोड़ विधि से अवयव AC में बल F_AC ज्ञात कीजिए। तनाव को धनात्मक और संपीडन को ऋणात्मक दें।

विस्तार = 6 mऊँचाई = 3 mB, A से 5 m पर हैऊर्ध्वाधर भार = 40 kN

F_AC = kN

4.ट्रस: जोड़ विधिकठिन

इस ट्रस का ठीक एक सदस्य इन भारों के अंतर्गत कोई बल वहन नहीं करता। शून्य-बल सदस्य कौन-सा है? उसे आरेख में क्लिक करें।

B: 10 kN ↓D: 25 kN ↓F: 30 kN ↓F: 30 kN →G: 35 kN ↓

1सदस्य AB
2सदस्य BC
3सदस्य CD
4सदस्य DE
5सदस्य FG
6सदस्य GH
7सदस्य AF
8सदस्य HE
9सदस्य BF
10सदस्य CG
11सदस्य DH
12सदस्य BG
13सदस्य DG

5.अपरूपण बल और बंकन आघूर्णमध्यम

सरल आलंबित बीम A से x = 3 m पर दक्षिणावर्त बलयुग्म M₀ = 55 kN·m वहन करता है, और कोई अन्य भार नहीं। बलयुग्म के ठीक बाईं ओर बंकन आघूर्ण M_x ज्ञात कीजिए। सैगिंग आघूर्णों को और बाएँ फलक पर ऊपर की ओर अपरूपण को धनात्मक लें।

L = 10 mM₀ = 55 kN·m दक्षिणावर्त, स्थान 3 m

M_x = kN·m

6.अपरूपण बल और बंकन आघूर्णकठिन

आलंब A से x = 4 m पर खंड में बंकन आघूर्ण M_x ज्ञात कीजिए। नीचे के रेशों को खींचने वाले आघूर्ण और बाएँ फलक पर ऊपर की ओर अपरूपण बल को धनात्मक लें।

L = 5 mP = 20 kN पर 4 mw = 10 kN/m, 0 से 5 m तकx = 4 m

M_x = kN·m

7.बीम विक्षेपमध्यम

एक कैंटिलीवर अपनी पूरी लंबाई पर समान वितरित भार w वहन करता है। मुक्त सिरे पर विक्षेप δ ज्ञात कीजिए।

w = 8 kN/mL = 2 mE = 70 GPa (एल्युमिनियम)I = 36 × 10⁶ mm⁴

δ = mm

8.बीम विक्षेपकठिन

एक सरल आलंबित बीम समान वितरित भार w वहन करता है। उसका विक्षेप विस्तार/360 से अधिक नहीं हो सकता। यह सीमा पूरी करने वाला न्यूनतम जड़त्व आघूर्ण I_req ज्ञात कीजिए।

w = 10 kN/mL = 8 mE = 70 GPa (एल्युमिनियम)

I_req = × 10⁶ mm⁴

9.स्तंभ बकलिंगमध्यम

एल्युमिनियम से बना L लंबाई का एक स्तंभ आधार पर जड़ित और शीर्ष पर पिन किया हुआ है। ऑयलर सूत्र से उसका क्रांतिक बकलिंग भार P_cr ज्ञात कीजिए।

L = 4 mE = 70 GPa (एल्युमिनियम)d = 30 mm

P_cr = kN

10.स्तंभ बकलिंगकठिन

एल्युमिनियम से बना L लंबाई का एक ठोस गोल स्तंभ दोनों सिरों पर जड़ित है। इसे बकलिंग के विरुद्ध 2.5 के सुरक्षा गुणक के साथ 25 kN वहन करना है। न्यूनतम व्यास d ज्ञात कीजिए।

P = 25 kNn = 2.5L = 6 mE = 70 GPa (एल्युमिनियम)

d = mm

11.केंद्रक और जड़त्व आघूर्णमध्यम

एक वृत्ताकार नली का बाहरी व्यास D = 160 mm और भीतरी व्यास d = 136 mm है। क्षैतिज केंद्रकीय अक्ष के परितः उसकी परिभ्रमण त्रिज्या r ज्ञात कीजिए।

D = 160 mmd = 136 mm

r = mm

12.केंद्रक और जड़त्व आघूर्णकठिन

T-खंड ऊपर फ़्लेंज के साथ बीम के रूप में उपयोग होता है और 40 kN·m का धनात्मक बंकन आघूर्ण वहन करता है। निचले किनारे पर बंकन प्रतिबल σ_नीचे ज्ञात कीजिए।

b_f = 280 mmt_f = 30 mmt_w = 16 mmh_w = 160 mmM = 40 kN·m

σ_नीचे = MPa

13.मृदा में प्रभावी प्रतिबलमध्यम

दिखाई गई मृदा परिच्छेदिका के लिए बिंदु X पर ऊर्ध्वाधर प्रभावी प्रतिबल σ′ ज्ञात कीजिए।

z = 7 mz_w = 4 mγ_w = 9.81 kN/m³रेत: γ_d = 17 kN/m³रेत: γ_sat = 18.5 kN/m³

σ′ = kPa

14.मृदा में प्रभावी प्रतिबलकठिन

z = 7 mz_w = 3 mγ_w = 9.81 kN/m³रेत: γ_d = 15.5 kN/m³रेत: γ_sat = 20.5 kN/m³मिट्टी (क्ले): γ_sat = 18 kN/m³

σ′ = kPa

15.समेकन निषदनमध्यम

3 m मोटी एक अति-समेकित मृत्तिका परत के लिए C_c = 0.3, C_r = 0.03 और e₀ = 1.2 है। इसकी मध्य-गहराई पर प्रभावी ऊर्ध्वाधर प्रतिबल 50 kPa है और अति-समेकन अनुपात OCR = 1.5 है। एक नई इमारत मध्य-गहराई पर 140 kPa ऊर्ध्वाधर प्रतिबल जोड़ती है। प्राथमिक समेकन निषदन S mm में ज्ञात कीजिए।

H = 3 mC_c = 0.3C_r = 0.03e₀ = 1.2σ′₀ = 50 kPaOCR = 1.5Δσ = 140 kPa

S = mm

16.समेकन निषदनकठिन

9.5 m मोटी एक मृत्तिका परत का समेकन गुणांक c_v = 5 m²/year है। यह अपारगम्य चट्टान पर है और इसके ऊपर रेत है, इसलिए जल केवल ऊपर की ओर निकलता है। 80% औसत समेकन के लिए समय गुणांक T_v = 0.567 है। परत को 80% समेकन तक पहुँचने में कितने वर्ष t लगते हैं?

H = 9.5 mc_v = 5 m²/वर्षU = 80%T_v = 0.567एकल जलनिकास

t = वर्ष

17.द्रवस्थैतिक बलमध्यम

1 m चौड़ा एक ऊर्ध्वाधर आयताकार फाटक पानी वाली टंकी की दीवार में है, उसका ऊपरी किनारा सतह से 3 m नीचे है। फाटक पर परिणामी द्रवस्थैतिक बल F ज्ञात कीजिए।

d = 3 mH = 1 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²

F = kN

18.द्रवस्थैतिक बलकठिन

3 m चौड़ा एक ऊर्ध्वाधर आयताकार फाटक समुद्री जल वाली टंकी की दीवार में है, उसका ऊपरी किनारा सतह से 2 m नीचे है। सतह के नीचे दाब केंद्र की गहराई y_cp ज्ञात कीजिए।

d = 2 mH = 3 mb = 3 mρ = 1025 kg/m³g = 9.81 m/s²

y_cp = m

19.पाइप घर्षण और शीर्ष हानिमध्यम

जल (ρ = 1000 kg/m³) 250 mm आंतरिक व्यास वाले 500 m लंबे क्षैतिज पाइप से 1.3 m/s पर बहता है। डार्सी घर्षण गुणांक f = 0.025 और g = 9.81 m/s² लें। पाइप पर दाब पात Δp kPa में ज्ञात कीजिए।

V = 1.3 m/sL = 500 mD = 250 mmf = 0.025ρ = 1000 kg/m³

Δp = kPa

20.पाइप घर्षण और शीर्ष हानिकठिन

दो खुले जलाशय 100 m लंबे, 150 mm आंतरिक व्यास और डार्सी घर्षण गुणांक f = 0.025 वाले पाइप से जुड़े हैं। ऊपरी जलाशय की जल सतह निचले जलाशय की सतह से 38 m ऊपर है। लघु हानियाँ हैं: एक तीखे किनारे वाला प्रवेश (K = 0.5), 3 मोड़ (हर एक K = 0.3), एक वाल्व (K = 2) और निचले जलाशय में निकास (K = 1.0)। g = 9.81 m/s² लें। प्रवाह दर Q L/s में ज्ञात कीजिए।

Δz = 38 mL = 100 mD = 150 mmf = 0.025K_entrance = 0.5K_bend = 0.3 (×3)K_valve = 2K_exit = 1.0

Q = L/s

21.खुली वाहिका प्रवाह (मैनिंग)मध्यम

एक आयताकार बजरी वाहिका 4 m चौड़ी है। जल 0.5 m गहराई पर एकसमान रूप से बहता है। मैनिंग n = 0.025 और तल ढाल S = 0.001 है। प्रवाह दर Q m³/s में ज्ञात कीजिए।

b = 4 my = 0.5 mn = 0.025S = 0.001

Q = m³/s

22.खुली वाहिका प्रवाह (मैनिंग)कठिन

200 mm आंतरिक व्यास (मैनिंग n = 0.013) वाले एक कंक्रीट सीवर को ठीक पूरा भरा बहते समय 1 m/s का स्व-सफ़ाई वेग पाना है। न्यूनतम ढाल S (m/m में) ज्ञात कीजिए।

D = 200 mmn = 0.013V = 1 m/s

S = m/m

23.पंप और पंप शक्तिमध्यम

एक पंप 54 m शीर्ष के विरुद्ध 15 L/s जल (ρ = 1000 kg/m³) देता है। पंप दक्षता 65% है और उसे चलाने वाली विद्युत मोटर की दक्षता 90% है। g = 9.81 m/s² लें। मोटर द्वारा ली गई विद्युत शक्ति P_el kW में ज्ञात कीजिए।

Q = 15 L/sH = 54 mη_pump = 65%η_motor = 90%g = 9.81 m/s²

P_el = kW

24.पंप और पंप शक्तिकठिन

एक पंप 30 L/s जल (ρ = 1000 kg/m³) को एक खुले निचले जलाशय से एक ऊपरी टैंक तक ले जाता है, जिसकी जल सतह 8 m ऊँची है। पाइप 100 m लंबा है, उसका आंतरिक व्यास 150 mm और डार्सी घर्षण गुणांक f = 0.018 है; लघु-हानि गुणांकों का योग ΣK = 5 है (प्रवेश और निकास सहित)। g = 9.81 m/s² लें। पंप दक्षता 75% है। शाफ़्ट शक्ति P_shaft kW में ज्ञात कीजिए।

Q = 30 L/sΔz = 8 mL = 100 mD = 150 mmf = 0.018ΣK = 5η = 75%

P_shaft = kW

25.मुद्रा का समय मूल्यमध्यम

आप 6% प्रति वर्ष की नाममात्र दर पर €20 000 निवेश करते हैं, ब्याज मासिक रूप से चक्रवृद्धि होता है। 4 वर्षों बाद निवेश का मूल्य FV ज्ञात करें।

PV = €20 0006% / 12n = 4

FV = €

26.मुद्रा का समय मूल्यकठिन

€150 000 का ऋण 20 वर्षों में समान मासिक किस्तों में चुकाया जाता है। ब्याज दर प्रति वर्ष 4.2% है, मासिक चक्रवृद्धि। मासिक किस्त A ज्ञात करें।

P = €150 0004.2% / 12N = 240

A = €

27.NPV और IRRमध्यम

€45 000 का निवेश वर्ष 1 से 3 के अंत में ये नकदी प्रवाह देता है: €13 000, €15 000, €10 000। पूँजी की लागत 9% है। शुद्ध वर्तमान मूल्य NPV ज्ञात करें।

r = 9%CF₀ = −45 000CF₁ = 13 000CF₂ = 15 000CF₃ = 10 000

NPV = €

28.NPV और IRRकठिन

€80 000 का एक निवेश 3 वर्षों तक हर वर्ष के अंत में €28 500 लौटाता है। इसकी आंतरिक प्रतिफल दर IRR प्रतिशत में ज्ञात कीजिए।

C₀ = €80 000CF = €28 500n = 3

IRR = %

29.प्रसामान्य बंटनमध्यम

X प्रसामान्य है जिसका माध्य 12 min और मानक विचलन 1.5 min है; Y स्वतंत्र और प्रसामान्य है जिसका माध्य 20 min और मानक विचलन 2 min है। प्रायिकता P ज्ञात कीजिए कि X + Y, 35.1 min से अधिक है। z को दो दशमलव तक पूर्णांकित करें।

μ_X = 12, σ_X = 1.5μ_Y = 20, σ_Y = 2X + Y > 35.1 min

P =

30.प्रसामान्य बंटनकठिन

बैटरी जीवनकाल माध्य 500 h और मानक विचलन 40 h के साथ प्रसामान्य रूप से वितरित हैं। वह मान x ज्ञात कीजिए जिसके नीचे इनमें से 99% आते हैं (99वाँ शततमक)।

μ = 500σ = 40P = 99%

x = h

3विलयन

1.बीम आलंब प्रतिक्रियाएँ

उत्तर: R_B = 80 kN

स्थैतिक संतुलन: विराम में पिंड के लिए ΣF_x = 0, ΣF_y = 0 और किसी भी बिंदु के परितः ΣM = 0। हर वितरित भार को उसके परिणामी (उसका क्षेत्रफल) से बदलें जो भार आरेख के केंद्रक पर कार्य करता है, और किसी आलंब के परितः आघूर्ण लें ताकि उस आलंब की प्रतिक्रिया समीकरण से हट जाए।

A के परितः आघूर्ण

वामावर्त धनात्मक।

ΣM_A = 0: R_B·6 = 20·4 + 40·10

R_B = 480/6 = 80 kN

ऊर्ध्वाधर संतुलन

R_A = 20 + 40 − 80 = −20 kN

उत्तर

R_B = 80 kN

R_A ऋणात्मक है: A पर पिन को बीम को नीचे थामना पड़ता है।

2.बीम आलंब प्रतिक्रियाएँ

उत्तर: R_B = 36 kN

स्थैतिक संतुलन: स्थिर वस्तु के लिए किसी भी बिंदु के परितः ΣF_x = 0, ΣF_y = 0 और ΣM = 0। एक आलंब के परितः आघूर्ण लेने से उस आलंब की प्रतिक्रिया समीकरण से हट जाती है।

मुक्त-पिंड आरेख

आलंबों को प्रतिक्रिया बलों से बदलें। रोलर एक ऊर्ध्वाधर प्रतिक्रिया देता है; केवल ऊर्ध्वाधर भारों के साथ पिन भी एक ऊर्ध्वाधर प्रतिक्रिया देता है।

संतुलन

A के परितः आघूर्ण, वामावर्त धनात्मक। फिर ऊर्ध्वाधर बल संतुलन।

वितरित भार का परिणामी: W = w·ℓ = 12·3 = 36 kN, x̄ = 5.5 m पर कार्य करता है

ΣM_A = 0: R_B·8 = 30·3 + 12·3·5.5

R_B = 288/8 = 36 kN

ΣF_y = 0: R_A = 66 − 36 = 30 kN

उत्तर

R_B = 36 kN

3.ट्रस: जोड़ विधि

उत्तर: F_AC = 11.11 kN

जोड़ विधि: ट्रस का हर जोड़ संतुलन में है, इसलिए हर जोड़ पर ΣF_x = 0 और ΣF_y = 0। उस जोड़ से शुरू करें जहाँ अधिकतम दो अज्ञात अवयव बल हों। ऋणात्मक परिणाम का अर्थ है कि अवयव संपीडन में है।

आलंब प्रतिक्रियाएँ

पूरे ट्रस का संतुलन। A के परितः आघूर्ण, वामावर्त धनात्मक।

ΣM_A = 0: C_y·6 = 40·5 → C_y = 33.33 kN

ΣF_y = 0: A_y = 40 − 33.33 = 6.667 kN

जोड़ C

रोलर केवल ऊर्ध्वाधर प्रतिक्रिया देता है, इसलिए जोड़ C पर केवल दो अज्ञात अवयव बल हैं। दोनों को तनाव में मानें।

sin γ = 3/3.162 = 0.9487, cos γ = 1/3.162 = 0.3162

ΣF_y = 0: C_y + F_BC·sin γ = 0 → F_BC = −33.33/0.9487 = −35.14 kN

ΣF_x = 0: −F_AC − F_BC·cos γ = 0 → F_AC = −(−35.14)·0.3162 = 11.11 kN

उत्तर

F_AC = 11.11 kN (तनाव)

4.ट्रस: जोड़ विधि

उत्तर: सदस्य CG

शून्य-बल सदस्य: किसी संधि पर बल हर दिशा में संतुलित होने चाहिए। यदि संधि पर कोई भार और आधार नहीं है, और उसके तीन सदस्यों में से दो एक सीध में हैं, तो उस रेखा के आर-पार का संतुलन केवल तीसरे सदस्य को शामिल करता है, इसलिए उसका बल शून्य है। यदि भाररहित संधि पर केवल दो सदस्य मिलते हैं और वे एक सीध में नहीं हैं, तो दोनों शून्य हैं।

संधि C

BC और CD एक सीधी रेखा में हैं और संधि पर कोई भार नहीं है। उस रेखा के आर-पार बलों को संतुलित करने पर केवल CG बचता है।

ΣF⊥ = 0 → F_CG = 0

संधि विधि से जाँचें

सभी संधियाँ हल करने पर ये सदस्य बल मिलते हैं (T = तनाव, C = संपीड़न)।

AB: 76.25 kN (T), BC: 82.5 kN (T), CD: 82.5 kN (T), DE: 53.75 kN (T), FG: 76.25 kN (C), GH: 53.75 kN (C), AF: 65.41 kN (C), HE: 76.01 kN (C), BF: 16.25 kN (T), CG: 0, DH: 53.75 kN (T), BG: 8.839 kN (C), DG: 40.66 kN (C)

उत्तर

शून्य-बल सदस्य: CG

5.अपरूपण बल और बंकन आघूर्ण

उत्तर: M_x = −16.5 kN·m

खंड विधि: जहाँ आंतरिक बल चाहिए वहाँ बीम काटें और एक भाग रखें। अपरूपण बल V उस भाग के ऊर्ध्वाधर बलों को संतुलित करता है, और बंकन आघूर्ण M कट के परितः उनके आघूर्णों को। लगाया गया बलयुग्म बंकन आघूर्ण आरेख में बलयुग्म के परिमाण जितनी छलाँग पैदा करता है।

आलंब प्रतिक्रियाएँ

A के परितः आघूर्ण, वामावर्त धनात्मक: R_B·L − M₀ = 0। ऊर्ध्वाधर संतुलन: R_A + R_B = 0।

R_B = M₀/L = 55/10 = 5.5 kN (ऊपर की ओर)

R_A = −R_B = −5.5 kN (नीचे की ओर)

बलयुग्म के ठीक बाईं ओर काटें

बाएँ भाग में केवल R_A है।

M_x = R_A·a = −5.5·3 = −16.5 kN·m

उत्तर

M_x = −16.5 kN·m

6.अपरूपण बल और बंकन आघूर्ण

उत्तर: M_x = 36 kN·m

खंड विधि: जहाँ आंतरिक बल चाहिए वहाँ बीम काटें और एक भाग रखें। अपरूपण बल V उस भाग के ऊर्ध्वाधर बलों को संतुलित करता है, और बंकन आघूर्ण M कट के परितः उनके आघूर्णों को।

आलंब प्रतिक्रियाएँ

पूरे बीम का संतुलन।

वितरित भार का परिणामी: W = w·ℓ = 10·5 = 50 kN, x̄ = 2.5 m पर कार्य करता है

ΣM_A = 0: R_B·5 = 20·4 + 10·5·2.5

R_B = 205/5 = 41 kN

ΣF_y = 0: R_A = 70 − 41 = 29 kN

x = 4 m पर काटें और बायाँ भाग रखें

केवल कट के बाईं ओर के बल आते हैं। वितरित भार का एक हिस्सा उस हिस्से के मध्य में एक बल की तरह कार्य करता है।

M = R_A·x − (कट के बाईं ओर हर भार × कट से उसकी दूरी)

M_x = 29·4 − 10·4·2 = 36 kN·m

उत्तर

M_x = 36 kN·m

7.बीम विक्षेप

उत्तर: δ = 6.349 mm

बीम विक्षेप: विक्षेप वक्रता M/(EI) को दो बार समाकलित करके मिलते हैं। मानक स्थितियाँ सारणीबद्ध हैं, जैसे सिरे पर भार वाले कैंटिलीवर के लिए PL³/(3EI) और पूरे विस्तार पर समान भार वाले सरल आलंबित बीम के लिए 5wL⁴/(384EI)। अलग-अलग भारों के विक्षेप जुड़ते हैं (अध्यारोपण)।

एकरूप इकाइयाँ

N और mm में काम करें: P N में, w N/mm में (kN/m = N/mm), L mm में, E N/mm² में (GPa × 1000), I mm⁴ में।

w = 8 N/mm, L = 2000 mm

EI = 2.52 × 10¹² N·mm²

विक्षेप

δ = wL⁴/(8EI) = 8·2000⁴/(8·2.52 × 10¹²) = 6.349 mm

उत्तर

δ = 6.349 mm

8.बीम विक्षेप

उत्तर: I_req = 342.9 × 10⁶ mm⁴

विक्षेप सीमा

δ_allow = L/360 = 8000/360 = 22.22 mm

आवश्यक जड़त्व आघूर्ण

I = 5wL⁴/(384·E·δ_allow) = 5·10·8000⁴/(384·70000·22.22) = 3.429 × 10⁸ mm⁴

I_req = 342.9 × 10⁶ mm⁴

उत्तर

I_req = 342.9 × 10⁶ mm⁴

9.स्तंभ बकलिंग

उत्तर: P_cr = 3.504 kN

ऑयलर बकलिंग: पतला स्तंभ P_cr = π²EI/(KL)² पर अस्थिर हो जाता है, जहाँ KL प्रभावी लंबाई है: पिन–पिन के लिए K = 1, जड़ित–मुक्त के लिए 2, जड़ित–पिन के लिए 0.7 और जड़ित–जड़ित के लिए 0.5। यह सबसे छोटे I वाली अक्ष के परितः मुड़ता है। सूत्र उन पतले स्तंभों के लिए मान्य है जिनका क्रांतिक प्रतिबल पराभव प्रतिबल से कम रहता है।

न्यूनतम जड़त्व आघूर्ण

गोल खंड का I हर अक्ष के परितः समान होता है।

I = πd⁴/64 = π·30⁴/64 = 39761 mm⁴

प्रभावी लंबाई

KL = 0.7·4000 = 2800 mm

क्रांतिक भार

P_cr = π²EI/(KL)² = π²·70000·39761/2800² = 3504 N = 3.504 kN

उत्तर

P_cr = 3.504 kN

10.स्तंभ बकलिंग

उत्तर: d = 63.82 mm

आवश्यक क्रांतिक भार

P_cr = n·P = 2.5·25000 = 62500 N

KL = 0.5·6000 = 3000 mm

व्यास के लिए हल करें

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·62500·3000²/(π³·70000))^(1/4) = 63.82 mm

उत्तर

d = 63.82 mm

जाँच: तनुता KL/r = 188 है, इसलिए स्तंभ पतला है और ऑयलर लागू होता है।

11.केंद्रक और जड़त्व आघूर्ण

उत्तर: r = 52.5 mm

क्षेत्रफल का द्वितीय आघूर्ण: आयत के लिए उसकी अपनी केंद्रकीय अक्ष के परितः I = bh³/12, और उसके आधार के परितः bh³/3 (समांतर अक्ष प्रमेय I = I_c + A·d²)। छिद्र को उसका I घटाकर संभाला जाता है, बशर्ते दोनों भागों की अक्ष एक ही हो। प्रत्यास्थ खंड मापांक S = I/c है, जहाँ c चरम तंतु तक की दूरी है। परिभ्रमण त्रिज्या r = √(I/A) वह दूरी है जिस पर पूरा क्षेत्रफल वही I देगा; इसका उपयोग स्तंभ आकुंचन में होता है।

शुद्ध क्षेत्रफल और क्षेत्रफल का द्वितीय आघूर्ण

A = π(D² − d²)/4 = 5579 mm²

I = π(D⁴ − d⁴)/64 = 1.538 × 10⁷ mm⁴

परिभ्रमण त्रिज्या

r = √(I/A) = √(1.538 × 10⁷/5579) = 52.5 mm

उत्तर

r = 52.5 mm

12.केंद्रक और जड़त्व आघूर्ण

उत्तर: σ_नीचे = 256.8 MPa

संयुक्त क्षेत्रफल: खंड को आयतों में बाँटें। केंद्रक क्षेत्रफल-भारित औसत है ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ। केंद्रक अक्ष के परितः जड़त्व आघूर्ण हर भाग के अपने bh³/12 और समांतर-अक्ष पद A·d² को जोड़ता है, जहाँ d भाग के केंद्रक से कुल केंद्रक की दूरी है। बंकन प्रतिबल σ = M·y/I है।

दो आयतों में बाँटें

हर y को निचले किनारे से मापें।

फ़्लेंज: A_f = 280·30 = 8400 mm², y_f = 160 + 30/2 = 175 mm

वेब: A_w = 16·160 = 2560 mm², y_w = 160/2 = 80 mm

केंद्रक

ȳ = (A_fy_f + A_wy_w)/(A_f + A_w) = (8400·175 + 2560·80)/10960 = 152.8 mm

समांतर अक्ष प्रमेय

फ़्लेंज: 280·30³/12 + 8400·(175 − 152.8)² = 4.766 × 10⁶ mm⁴

वेब: 16·160³/12 + 2560·(80 − 152.8)² = 1.903 × 10⁷ mm⁴

I_x = 4.766 × 10⁶ + 1.903 × 10⁷ = 2.38 × 10⁷ mm⁴

बंकन प्रतिबल

निचला किनारा अक्ष से ȳ दूर है।

y = 152.8 mm

σ = M·y/I = 4 × 10⁷·152.8/2.38 × 10⁷ = 256.8 MPa

उत्तर

σ_नीचे = 256.8 MPa

13.मृदा में प्रभावी प्रतिबल

उत्तर: σ′ = 94.07 kPa

प्रभावी प्रतिबल (टर्ज़ाघी): मृदा कंकाल σ′ = σ − u वहन करता है। कुल प्रतिबल σ बिंदु के ऊपर की हर चीज़ का भार है, Σγ·h, जल स्तर के ऊपर शुष्क और नीचे संतृप्त इकाई भार का उपयोग करते हुए। जल स्तर के नीचे छिद्र जल दाब द्रवस्थैतिक है: u = γ_w·(जल स्तर के नीचे गहराई)।

कुल प्रतिबल

X के ऊपर हर मृदा पट्टी का भार जोड़ें। जल स्तर के ऊपर शुष्क, नीचे संतृप्त इकाई भार का उपयोग करें।

σ = γ_d·z_w + γ_sat·(z − z_w) = 17·4 + 18.5·3 = 123.5 kPa

छिद्र जल दाब

जल दाब जल स्तर के नीचे गहराई के साथ बढ़ता है।

u = γ_w·(z − z_w) = 9.81·3 = 29.43 kPa

प्रभावी प्रतिबल

σ′ = σ − u = 123.5 − 29.43 = 94.07 kPa

उत्तर

σ′ = 94.07 kPa

14.मृदा में प्रभावी प्रतिबल

उत्तर: σ′ = 84.26 kPa

कुल प्रतिबल

σ = γ_d·3 + γ_sat,sand·2 + γ_sat,clay·2

σ = 15.5·3 + 20.5·2 + 18·2 = 123.5 kPa

छिद्र जल दाब

जल दाब जल स्तर के नीचे गहराई के साथ बढ़ता है।

u = γ_w·(z − z_w) = 9.81·4 = 39.24 kPa

प्रभावी प्रतिबल

σ′ = σ − u = 123.5 − 39.24 = 84.26 kPa

उत्तर

σ′ = 84.26 kPa

15.समेकन निषदन

उत्तर: S = 172.4 mm

H मोटाई वाली मृत्तिका परत का प्राथमिक समेकन, परत के मध्य पर प्रभावी प्रतिबल का उपयोग करके: σ′_f = σ′₀ + Δσ। सामान्य रूप से समेकित मृत्तिका: S = C_c·H/(1 + e₀)·log₁₀(σ′_f/σ′₀)। अति-समेकित मृत्तिका पूर्व-समेकन दाब σ′_p तक C_r के अनुदिश पुनःसंपीडित होती है और उसके आगे ही C_c का अनुसरण करती है। समय: t = T_v·H_dr²/c_v, जहाँ जलनिकास पथ H_dr, H/2 है जब जल ऊपर और नीचे दोनों ओर निकल सकता है, और H जब केवल एक ओर जलनिकास होता है।

पूर्व-समेकन दाब

σ′_p = OCR·σ′₀ = 1.5·50 = 75 kPa

पूर्व-समेकन दाब से तुलना करें

σ′_f = 50 + 140 = 190 kPa > 75 kPa

निषदन

σ′_p तक पुनःसंपीडन, उसके आगे मूल संपीडन।

S = 0.03·3/(1 + 1.2)·log₁₀(75/50) + 0.3·3/(1 + 1.2)·log₁₀(190/75)

S = 7.204 + 165.1 = 172.4 mm

उत्तर

S = 172.4 mm

16.समेकन निषदन

उत्तर: t = 10.23 वर्ष

जलनिकास पथ

H_dr = H = 9.5 m

समय

t = T_v·H_dr²/c_v = 0.567·9.5²/5 = 10.23 वर्ष

उत्तर

t = 10.23 वर्ष

17.द्रवस्थैतिक बल

उत्तर: F = 34.34 kN

समतल सतह पर द्रवस्थैतिक बल: F = ρ·g·y_c·A। यह दाब केंद्र y_cp = y_c + I_c/(y_cA) पर कार्य करता है, जो हमेशा केंद्रक के नीचे होता है।

केंद्रक की गहराई और क्षेत्रफल

y_c = d + H/2 = 3 + 1/2 = 3.5 m

A = H·b = 1·1 = 1 m²

परिणामी बल

F = ρ·g·y_c·A = 1000·9.81·3.5·1 = 34.34 kN

उत्तर

F = 34.34 kN

18.द्रवस्थैतिक बल

उत्तर: y_cp = 3.714 m

केंद्रक की गहराई और क्षेत्रफल

y_c = d + H/2 = 2 + 3/2 = 3.5 m

A = H·b = 3·3 = 9 m²

परिणामी बल

F = ρ·g·y_c·A = 1025·9.81·3.5·9 = 316.7 kN

दाब केंद्र

दाब गहराई के साथ बढ़ता है, इसलिए परिणामी केंद्रक के नीचे कार्य करता है।

I_c = b·H³/12 = 3·3³/12 = 6.75 m⁴

y_cp = y_c + I_c/(y_c·A) = 3.5 + 6.75/(3.5·9) = 3.714 m

उत्तर

y_cp = 3.714 m

19.पाइप घर्षण और शीर्ष हानि

उत्तर: Δp = 42.25 kPa

पाइप प्रवाह: रेनॉल्ड्स संख्या Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ स्तरीय प्रवाह (Re लगभग 2000 से कम) को विक्षुब्ध प्रवाह (लगभग 4000 से अधिक) से अलग करती है। पाइप के अनुदिश घर्षण से डार्सी–वाइसबाख शीर्ष हानि h_f = f·(L/D)·V²/(2g) होती है। फ़िटिंग, वाल्व, प्रवेश और निकास लघु हानियाँ h_m = ΣK·V²/(2g) जोड़ते हैं। दो खुले जलाशय सतहों के बीच ऊर्जा समीकरण Δz = h_f + h_m देता है, जिसमें निकास हानि K = 1 शामिल है।

शीर्ष हानि

h_f = f·(L/D)·V²/(2g) = 0.025·(500/0.25)·1.3²/(2·9.81) = 4.307 m

दाब पात

पाइप क्षैतिज है और वेग नहीं बदलता, इसलिए ऊर्जा समीकरण Δp = ρ·g·h_f बन जाता है।

Δp = ρ·g·h_f = 1000·9.81·4.307 = 42250 Pa = 42.25 kPa

उत्तर

Δp = 42.25 kPa

20.पाइप घर्षण और शीर्ष हानि

उत्तर: Q = 105.1 L/s

हानि गुणांक

f·L/D = 0.025·100/0.15 = 16.67

ΣK = 0.5 + 3·0.3 + 2 + 1.0 = 4.4

ऊर्जा समीकरण

दोनों सतहें वायु के लिए खुली हैं और लगभग विराम में हैं, इसलिए पूरा Δz पाइप में खो जाता है।

38 = (16.67 + 4.4)·V²/(2·9.81)

V = √(2·9.81·38/21.07) = 5.949 m/s

प्रवाह दर

Q = V·π·D²/4 = 5.949·0.01767 = 0.1051 m³/s = 105.1 L/s

उत्तर

Q = 105.1 L/s

21.खुली वाहिका प्रवाह (मैनिंग)

उत्तर: Q = 1.373 m³/s

मैनिंग समीकरण (SI): खुली वाहिका में एकसमान प्रवाह के लिए V = (1/n)·R^2/3·S^1/2 और Q = A·V, जहाँ n खुरदरापन गुणांक, S तल ढाल (m/m) और R = A/P द्रवीय त्रिज्या है: प्रवाह क्षेत्रफल बटा आर्द्र परिमाप। P में केवल जल के संपर्क वाली सीमा गिनी जाती है, मुक्त सतह नहीं। आयत: A = b·y, P = b + 2y। z:1 (क्षैतिज:ऊर्ध्वाधर) पार्श्व ढाल वाला समलंब: A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)। पूरे या आधे भरे बहते वृत्ताकार पाइप के लिए R = D/4।

ज्यामिति

A = b·y = 4·0.5 = 2 m²

P = b + 2y = 4 + 2·0.5 = 5 m

R = A/P = 0.4 m

वेग

V = (1/0.025)·0.4^2/3·0.001^1/2 = 0.6867 m/s

प्रवाह दर

Q = A·V = 2·0.6867 = 1.373 m³/s

उत्तर

Q = 1.373 m³/s

22.खुली वाहिका प्रवाह (मैनिंग)

उत्तर: S = 0.009175 m/m

द्रवीय त्रिज्या

R = D/4 = 0.2/4 = 0.05 m

S के लिए मैनिंग हल करें

S = (n·V/R^2/3)² = (0.013·1/0.1357)² = 0.009175

उत्तर

S = 0.009175

यह प्रति किलोमीटर 9.175 m की गिरावट है।

23.पंप और पंप शक्ति

उत्तर: P_el = 13.58 kW

पंप शक्ति: जल को दी गई शक्ति द्रवीय शक्ति P_h = ρ·g·Q·H = Q·Δp है। शाफ़्ट को अधिक देना पड़ता है क्योंकि पंप में कुछ हानि होती है: P_shaft = P_h/η_pump, और मोटर P_el = P_shaft/η_motor लेती है। पंप शीर्ष H ऊर्जा समीकरण से मिलता है: स्थैतिक उठान + दाब शीर्ष + सभी घर्षण और लघु हानियाँ।

द्रवीय शक्ति

P_h = ρ·g·Q·H = 1000·9.81·0.015·54 = 7.946 kW

शाफ़्ट शक्ति

P_shaft = 7.946/0.65 = 12.22 kW

विद्युत शक्ति

P_el = 12.22/0.9 = 13.58 kW

उत्तर

P_el = 13.58 kW

24.पंप और पंप शक्ति

उत्तर: P_shaft = 4.119 kW

वेग

V = Q/A = 0.03/0.01767 = 1.698 m/s

V²/(2g) = 0.1469 m

शीर्ष हानियाँ

h_L = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (12 + 5)·0.1469 = 2.497 m

पंप शीर्ष

H = Δz + h_L = 8 + 2.497 = 10.5 m

शाफ़्ट शक्ति

P_shaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9.81·0.03·10.5/0.75 = 4.119 kW

उत्तर

P_shaft = 4.119 kW

25.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: FV = 25410 €

मुद्रा का समय मूल्य: आज का पैसा बाद की उसी राशि से अधिक मूल्यवान है, क्योंकि वह ब्याज कमा सकता है। प्रति अवधि ब्याज दर i पर राशि FV = PV·(1 + i)ⁿ के अनुसार बढ़ती है। समान भुगतानों की शृंखला (वार्षिकी) का मूल्य हर भुगतान जोड़कर निकाला जाता है, जिससे वार्षिकी सूत्र बनते हैं।

दर और अवधियों की संख्या

i = r/m = 0.06/12 = 0.005

N = m·n = 12·4 = 48

भविष्य मूल्य

FV = 20 000·(1 + 0.005)⁴⁸ = 20 000·1.27 = €25 409.78

उत्तर

FV = €25 409.78

26.मुद्रा का समय मूल्य

उत्तर: A = 924.9 €

मासिक दर और किस्तों की संख्या

i = 0.042/12 = 0.0035

N = 12·20 = 240

किस्त

N समान भुगतानों A का वर्तमान मूल्य A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i है। इसे ऋण के बराबर रखें और A ज्ञात करें।

(1 + i)^−N = 0.4323

A = 150 000·0.0035/(1 − 0.4323) = €924.86

उत्तर

A = €924.86

27.NPV और IRR

उत्तर: NPV = −12726 €

शुद्ध वर्तमान मूल्य: हर नकदी प्रवाह को आवश्यक प्रतिफल दर r से आज तक बट्टा करें, फिर जोड़ें: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ। NPV > 0 वाली परियोजना r से अधिक कमाती है और मूल्य जोड़ती है। आंतरिक प्रतिफल दर (IRR) वह दर है जिस पर NPV = 0।

हर नकदी प्रवाह का वर्तमान मूल्य

CF₀ = −45 000

CF₁/(1 + 0.09)¹ = 13 000/1.09 = 11 926.61

CF₂/(1 + 0.09)² = 15 000/1.188 = 12 625.20

CF₃/(1 + 0.09)³ = 10 000/1.295 = 7 721.83

जोड़ें

NPV = €−12 726.36

उत्तर

NPV = €−12 726.36

NPV ऋणात्मक है, इसलिए परियोजना आवश्यक प्रतिफल से कम कमाती है।

28.NPV और IRR

उत्तर: IRR = 3.4 %

आवश्यक वार्षिकी गुणक

(1 − (1 + i)⁻³)/i = 80 000/28 500 = 2.807

दर के लिए हल करें

दर बढ़ने पर वार्षिकी गुणक घटता है; दर को दो मानों के बीच घेरें और सीमा सँकरी करें।

i = 3%: 2.829

i = 4%: 2.775

IRR = 3.4%

उत्तर

IRR = 3.4%

29.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: P = 0.1075

प्रसामान्य चरों के योग और अंतर: यदि X और Y स्वतंत्र और प्रसामान्य हों, तो X + Y और X − Y भी प्रसामान्य होते हैं। माध्य जुड़ते या घटते हैं: E(X ± Y) = μ_X ± μ_Y। प्रसरण हमेशा जुड़ते हैं, अंतर के लिए भी: Var(X ± Y) = σ_X² + σ_Y², इसलिए σ = √(σ_X² + σ_Y²)। मानक विचलन सीधे कभी नहीं जुड़ते। समान बंटन वाली n स्वतंत्र वस्तुओं के कुल का माध्य n·μ और मानक विचलन σ·√n होता है। फिर सामान्य तरीके से मानकीकरण करें: z = (x − माध्य)/σ और Φ(z) पढ़ें।

योग का बंटन

μ = 32 min, σ = √(1.5² + 2²) = 2.5 min

मानकीकृत करें

z = (35.1 − 32)/2.5 = 1.24

ऊपरी पुच्छ

P = 1 − Φ(1.24) = 1 − 0.8925 = 0.1075

उत्तर

P = 0.1075

30.प्रसामान्य बंटन

उत्तर: x = 593.1 h

प्रसामान्य बंटन: मान x को z-स्कोर z = (x − μ)/σ में बदलें, जो माध्य से मानक विचलनों की संख्या गिनता है। z-तालिका (या Φ(z)) z के बाईं ओर का क्षेत्रफल देती है, जो P(X < x) है। दाईं ओर का क्षेत्रफल 1 − Φ(z) है, और दो मानों के बीच का क्षेत्रफल उनके दोनों क्षेत्रफलों का अंतर है।

शततमक के लिए z

Φ(z) = 0.99 → z = 2.326

वापस x पर

x = 500 + 2.326·40 = 593.05 h

उत्तर

x = 593.05 h

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