14
Mechanical Engineering ‐ Excerise1 1. Given that the determinant  of  the matrix 1 3 0 2 6 4 1 0 2  is   12, the determinant of  the matrix 2 6 0 4 12 8 2 0 4  is (A)   96 (B)  –24 (C) 24 (D) 96 2. 0 sin 1 cos  x  x x  Lt  x  is (A) 0 (B) 1 (C) 3 (D) not defined 3. The argument of  the complex number 1 1 i i +  , where 1 i =  , is (A)   π (B) 2 π  (C) 2 π  (D) π 4. The matrix form of  the linear system 3 5 dx  x y dt =  and 4 8 dy  x y dt = +  is (A) 3 5 4 8  x x d  y y dt =  (B) 3 8 4 5  x x d  y y dt =  (C) 4 5 3 8  x x d  y y dt ⎧⎫ ⎤⎧ ⎫ = ⎨⎬ ⎨⎬ ⎩⎭ ⎦⎩ ⎭  (D) 4 8 3 5  x x d  y y dt ⎧⎫ ⎤⎧ ⎫ = ⎨⎬ ⎨⎬ ⎩⎭ ⎦⎩ ⎭  5. Which one of  the following describes the relationship among the three vectors,      , 2 3 and 5 6 4 ? i j k i j k i j k  + + + + + +  

Mechnaical_1

Embed Size (px)

Citation preview

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 1/14

Mechanical Engineering ‐ Excerise‐1 

1.  Given that the determinant of  the matrix 

1 3 0

2 6 4

1 0 2

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥−⎣ ⎦

  is  – 12, the determinant of  

the matrix 

2 6 0

4 12 8

2 0 4

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥−⎣ ⎦

 is 

(A)  – 96  (B)  –24  (C) 24  (D) 96 

2. 

0

sin

1 cos x

 x x

 Lt   x→

−  is

 

(A) 0  (B) 1  (C) 3  (D) not defined 

3.  The argument of  the complex number1

1

i

i

+−  , where 1i = −   , is 

(A)  – π  (B) 2

π−   (C) 

2

π  (D) π 

4.  The matrix form of  the linear system  3 5dx

 x ydt 

= −   and  4 8dy

 x ydt 

= +   is 

(A) 3 5

4 8

 x xd 

 y ydt 

−⎧ ⎫ ⎡ ⎤ ⎧ ⎫=⎨ ⎬ ⎨ ⎬⎢ ⎥

⎩ ⎭ ⎣ ⎦ ⎩ ⎭  (B) 

3 8

4 5

 x xd 

 y ydt 

⎧ ⎫ ⎡ ⎤ ⎧ ⎫=⎨ ⎬ ⎨ ⎬⎢ ⎥−⎩ ⎭ ⎣ ⎦ ⎩ ⎭

 

(C)  4 5

3 8

 x xd 

 y ydt −⎧ ⎫ ⎡ ⎤ ⎧ ⎫=⎨ ⎬ ⎨ ⎬⎢ ⎥

⎩ ⎭ ⎣ ⎦ ⎩ ⎭  (D)  4 8

3 5

 x xd 

 y ydt ⎧ ⎫ ⎡ ⎤ ⎧ ⎫=⎨ ⎬ ⎨ ⎬⎢ ⎥−⎩ ⎭ ⎣ ⎦ ⎩ ⎭

 

5.  Which  one  of   the  following  describes  the  relationship  among  the  three  vectors, 

          , 2 3 and 5 6 4 ?i j k i j k i j k  + + + + + +  

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 2/14

  (A) The vectors are mutually perpendicular 

(B) The vectors are linearly dependent 

(C) The vectors are linearly independent 

(D) The vectors are unit vectors 

6.  A circular rod of  length ‘L’ and area of  cross‐section ‘A’ has a modulus of  elasticity 

‘E’ and coefficient of  thermal expansion ‘α’. One end of  the rod is fixed and other 

end is free. If  the temperature of  the rod is increased by ΔT, then 

(A) stress developed in the rod is E α ΔT and strain developed in the rod is α ΔT 

(B) both stress and strain developed in the rod are zero 

(C) stress developed in the rod is zero and strain developed in the rod is α ΔT 

(D) stress developed in the rod is E α ΔT and strain developed in the rod is zero 

7.  A metallic rod of  500 mm length and 50 mm diameter, when subjected to a tensile 

force of 

 100

 kN

 at

 the

 ends,

 experiences

 an

 increase

 in

 its

 length

 by

 0.5

 mm

 and

 a 

reduction  in  its diameter by 0.015 mm. The Poisson’s  ratio of   the  rod material  is 

 _______ 

8.  Critical damping is the 

(A)  Largest amount of  damping for which no oscillation occurs in free vibration 

(B) 

Smallest amount

 of 

 damping

 for

 which

 no

 oscillation

 occurs

 in

 free

 vibration

 

(C)  largest amount of  damping for which the motion  is simple harmonic  in free 

vibration 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 3/14

 

9

 

1

 

1

(D) 

.  A cir

cent

and t

(A) z

(C) V 

0.  For t

I. M

II. A 

Indic

(A) B

(C) I i

1.  A rig

figur

are g

Smallest 

vibration

ular obje

r having 

he floor is

ro 

opposite 

he given s

ting spur 

evolute  j

ate the co

oth I and I

s false

 an

id  link PQ  

. The ma

iven. The 

amount o

 

t of  radiu

elocity V.

 

o the dire

atements

gear teeth

int is an e

rrect ans

I are false 

II is

 true

 

is 2 m  lo

nitude a

agnitud

f  damping

 r rolls wi

 The velo

 

ction of  m

is an exa

ample of  

er. 

(B) I is tru

(D) Both

 I 

g and ori

d directio

 of  VP (in 

for which

hout slip

ity at  the

  (

otion  (

ple of  hi

lower pai

e and II is 

and II are

 

ented at 

n of  veloc

/s) at thi

 the moti

ing on a h

 point of  

B) V in the

D) V verti

her pair 

alse 

true 

0o  to  the

ity VQ , an

 instant i

n is simpl

orizontal l

contact b

 direction 

ally upwa

 horizont

 the direc

 

e harmoni

evel floor 

tween  th

of  motion

d from th

l as show

tion of  ve

 

c in free 

with the 

e object 

e floor 

n  in  the 

locity VP 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 4/14

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 5/14

  (A) G is located below B  (B) G is located above B 

(C) G and B are coincident  (D) independent of  the locations of  G and B 

16.  In a power plant, water (density = 1000 kg/m3)  is pumped from 80 kPa to 3 MPa. 

The pump

 has

 an

 isentropic

 efficiency

 of 

 0.85.

 Assuming

 that

 the

 temperature

 of 

 

the water remains the same, the specific work (in kJ/kg) supplied to the pump is 

(A) 0.34  (B) 2.48  (C) 2.92  (D) 3.43 

17.  Which one of  the following is a CFC refrigerant? 

(A) R744  (B) R290  (C) R502  (D) R718 

18.  The   jobs  arrive  at  a  facility,  for  service,  in  a  random  manner.  The  probability 

distribution of  number of  arrivals of   jobs in a fixed time interval is 

(A) Normal  (B) Poisson  (C) Erlang  (D) Beta 

19.  In exponential smoothening method, which one of  the following is true? 

(A) 0 ≤ α ≤ 

1 and

 high

 value

 of 

 a is

 used

 for

 stable

 demand

 

(B) 0 ≤ α ≤ 1 and high value of  a is used for unstable demand 

(C) α ≥ 1 and high value of  a is used for stable demand 

(D) α ≤ 0 and high value of  a is used for unstable demand 

20.  For machining  a  rectangular  island  represented  by  coordinates  P(0,0), Q(100,0), 

R(100,50) and S(0,50) on a casting using CNC milling machine, an end mill with a 

diameter  of   16 mm  is  used.  The  trajectory  of   the  cutter  centre  to machine  the 

island PQRS is 

(A) (‐8, ‐8), (108, ‐8), (108,58), (‐8,58) , (‐8, ‐8) 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 6/14

  (B) (8,8), (94,8), (94,44), (8,44), (8,8) 

(C) (‐8,8), (94,0), (94,44), (8,44), (‐8,8) 

(D) (0,0), (100,0), (100,50), (50,0), (0,0) 

21.  Which  one  of   the  following  instruments  is  widely  used  to  check  and  calibrate 

geometric features of  machine tools during their assembly? 

(A) Ultrasonic probe  (B) Coordinate Measuring Machine (CMM) 

(C) Laser interferometer  (D) Vernier calipers 

22.  The major difficulty during welding of  aluminium is due to its 

(A) high tendency of  oxidation  (B) high thermal conductivity 

(C) low melting point  (D) low density 

23.  The main  cutting  force  acting  on  a  tool  during  the  turning  (orthogonal  cutting) 

operation of  a metal is 400 N. The turning was performed using 2 mm depth of  cut 

and 0.1

 mm/rev

 feed

 rate.

 The

 specific

 cutting

 pressure

 (in

 N/mm

2

) is

 

(A) 1000  (B) 2000  (C) 3000  (D) 4000 

24.  The process of  reheating the martensitic steel to reduce its brittleness without any 

significant loss in its hardness is 

(A) normalising  (B) annealing  (C) quenching  (D) tempering 

25.  In solid‐state welding, the contamination layers between the surfaces to be welded 

are removed by 

(A) alcohol  (B) plastic deformation 

(C) water  jet  (D) sand blasting 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 7/14

2

 

2

2

 

2

3

3

6.  The  i

coun

(A) 0 

7.  If  y = 

dy

dx

8.  In  th

dens

(A) 0

9.  Usin

subi

0.  The 

The 

1.  A bl

figur

coeff 

need

ntegral  ∫

ter clock

 

f(x) is the 

2  at x = 1

e  followin

ity. The st

.18 

the trap

tervals, t

tate of  st

aximum 

ck R of  

. Block R 

icient  of  

ed to mo

(C 

 ydx x−

ise directi

(B)4

π−

solution o

0, f(15) =

g  table,  x 

ndard de

(B) 0.

zoidal rul

e definite 

ess at a p

ensile str

ass 100 k

is tied to 

tatic  frict

e the bloc

) y   is eval

n. The in

 

f  2

2  0

d y

dx=

 ______ 

is a discr

iation of  

e, and divi

integral +

−∫

oint is giv

ss (in MP

g  is place

the wall 

ion  for  al

k S is 

luated alo

egral is e

(C) 2

π−

 with the 

te  rando

 is 

(C) 0.5

ding the i

| | x dx  is_

n by σx = 

a) at the p

 on a bl

y a mass 

l  surfaces 

ng  the  cir

ual to 

oundary 

m  variabl

 

nterval of  

 _____ 

‐6 MPa, 

oint is___

ck S of  m

less and  i

is  0.4,  th

cle  2 x y+

  (

conditions

 and p(x) 

(D) 0.6 

integratio

y = 4 MPa

 ___ 

ass 150 k

nextensibl

e minimu

2   1

4=   trav

) 4

π 

y = 5 at x 

is  the pr

n into thr

 and τxy = 

as show

e string P

m  force  F

ersed  in 

= 0, and 

bability 

e equal 

‐8 MPa. 

n  in  the 

.  If  the 

(in  kN) 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 8/14

 

3

3

3

3

3

(A) 0

2.  A pai

spe

3.  Cons

with 

attac

 ____

4.  An  i

nor

1000

5.  A bl

and 

horiz

velo

6.  A sli

a uni

parti

equa

.69 

r of  spur 

ed 

reduct

ider  a  ca

length 0.

hed at  th

 ___ 

eal wate

al to its p

 kg/m3, th

ck weighi

kinetic  fri

ontal  forc

ity (in

 m/

er crank 

form ang

lly balan

l  to  crank

(B) 0.

ears with 

ion 

of  

5:1. 

tilever be

1 m. The 

e  free  tip,

  jet with 

th and ex

e diamete

ng 200 N i

tion  are 

e  (in new

) of 

 the

 bl

echanis

lar veloci

ed by a  r

  radius. N

module 5 

The 

num

am,  havin

frequenc

  is  100 H

olume  fl

erts a forc

r (in mm) 

s in conta

0.4  and  0

ton) P  = 

ock attain

 has slide

y of  10 ra

evolving 

eglect  th

(C) 0.9

mm and a

er 

of  

teet

g negligib

 of  vibra

. The  fle

w  rate o

e of  1000 

f  the wat

t with a l

.2,  respec

0t, wher

d after

 1

r mass of  

d/s. The 

ass of  6 

mass of 

 

center di

on 

pinio

le mass  a

ion of   th

ural  rigidi

 0.05 m3

N. Consid

er  jet is  __

evel plane

tively.  Th

  t denot

 seconds

 

0 kg, stro

rimary  in

kg at  the 

connectin

 

(D) 1.37 

tance of  

is 

 _____

nd unifor

 beam, 

ty  (in N.

s  strikes 

ring the 

 _____ 

whose co

  block  is 

s  the  tim

is  ______

ke of  0.2 

rtia force

crank, pl

g  rod and

50 mm is 

 _ 

flexural 

ith a 0.5 

2) of   the 

flat plat

ensity of  

efficients 

acted  up

e  in  seco

 

and rota

s of  the sl

ced at a 

crank. W

used for 

rigidity, 

kg mass 

beam  is 

placed 

ater as 

of  static 

on  by  a 

ds.  The 

tes with 

lider are 

distance 

hen  the 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 9/14

3

3

 

3

cran

nor

7.  An 

Conv

The 

8.  A rigi

= 2L

freq

(A) 

9.  A hy

2000

20 

Som

 angle  (w

al to the 

ffset  sli

entionally

alue of  Q 

d uniform

3. Ends A

ency of  t

2

rodynam

 rpm. Bot

m  and  b

erfeld n

ith  respec

lider axis i

er‐crank 

, the Quic

R is  ____

 rod AB of 

 and B ar

e system i

 

ic  journal 

bearing 

earing  is 

mber of  t

t  to  slide

s  ______

mechanis

 Return R

 __ 

length L 

e  support

s given by

(B) k 

m

bearing is 

ore diam

lubricate

e bearin

 axis)  is 3

 

m  is  sh

atio (QRR

nd mass 

d by  spri

 

subject t

eter and l

  with  an

 is  _____

0°,  the u

wn  in 

is consid

 is hinge

ngs of   sp

(C) 

2000 N l

ngth are 

oil  havi

 _ 

balanced 

he  figur

red to be

 at C suc

ing  const

 

2k 

oad at a r

40 mm. If  

g  viscosi

force  (in 

at  an 

greater t

 that AC 

nt k. The

(D) 

tational 

radial cle

y  0.03  P

newton) 

instant. 

an one. 

L/3, CB 

natural 

5k 

peed of  

rance is 

a.s,  the 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 10/14

4

4

4

0.  A  2

imm

the 

/°C, 

the r

1.  1.5 k

kJ/kg

tem

3277

2. Cons

figur

cons

is  re

coeff 

0  mm  lo

vable rigi

oung’s m

espective

od is  ____

g of  wate

,  hf   =  50

erature  o

.0 kJ/kg). 

ider one

 

below) 

ant heat 

moved  fr

icient of  2

ng,  stress

d walls. T

dulus an

ly,  the ma

 ___ 

is in satu

5  kJ/kg). 

f  water  r

he heat a

imension

f  thickne

lux, q" = 1

m  the w

50 W/m2.

  free  rod

e temper

 coefficie

gnitude o

rated liqui

Heat  is  a

aches  40

dded (in k

l steady

 s

s 30 mm 

× 105 W/

ll  by  con

. The tem

  at  room

ature of  t

t of  ther

f   the  lon

d state at 

dded  in 

0°C  (v  = 

) in the p

tate heat

 

and ther

2 is appli

ection w

perature (

  tempera

he rod is 

al expan

itudinal  s

2 bar (vf  

a  constan

1.5493 m

ocess is  _

conductio

al condu

ed. On th

ith  a  fluid

in °C), at 

ture  is  h

niformly 

ion are 2

ress  (in 

0.00106

t  pressur

/kg,  u  = 

 _____ 

n across

 a

tivity 15 

other sid

  at  25°C 

= 0 is___

ld  betw

raised by 

0 GPa an

Pa) deve

 m3/kg, uf 

  process 

2967.0  kJ

 wall

 (as

 s

/m.K. At 

e of  the w

and  heat 

 ___ 

en  two 

50°C. If  

1× 10‐5 

loped  in 

= 504.0 

till  the 

kg,  h  = 

hown in

 

x = 0, a 

all, heat 

transfer 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 11/14

43.  Water flows through a pipe having an inner radius of  10 mm at the rate of  36 kg/hr 

at 25°C.  The viscosity of  water at 25°C is 0.001 kg/m.s. The Reynolds number of  the 

flow is_______ 

44.  For a  fully developed  flow of  water  in a pipe having diameter 10 cm, velocity 0.1 

m/s and kinematic viscosity 10‐5 m

2/s, the value of  Darcy friction factor is_______ 

45.  In a simple concentric shaft‐bearing arrangement, the lubricant flows in the 2 mm 

gap between  the shaft and  the bearing. The  flow may be assumed  to be a plane 

Couette flow with zero pressure gradient. The diameter of  the shaft is 100 mm and 

its tangential speed is 10 m/s. The dynamic viscosity of  the lubricant is 0.1 kg/m.s. 

The frictional

 resisting

 force

 (in

 newton)

 per

 100

 mm

 length

 of 

 the

 bearing

 is

 

 _______ 

46.  The non‐dimensional  fluid  temperature profile near  the surface of  a convectively 

cooled  flat  plate  is  given  by

2

T T y ya b c

T T L L∞

− ⎛ ⎞= + + ⎜ ⎟− ⎝ ⎠  ,  where  y  is  measured 

perpendicular  to  the  plate,  L  is  the  plate  length,  and  a,  b  and  c  are  arbitrary 

constants.  TW  and  T∞ are  wall  and  ambient  temperatures,  respectively.  If   the 

thermal  conductivity  of   the  fluid  is  k  and  the  wall  heat  flux  is  q",  the  Nusselt 

number "

q L Nu

T T k ∞

=−

  . is equal to 

(A) a  (B) b  (C) 2c  (D) (b + 2c) 

47. 

In an

 air

‐standard

 Otto

 cycle,

 air

 is

 supplied

 at

 0.1

 MPa

 and

 308

 K.

 The

 ratio

 of 

 the

 

specific heats  (γ) and the specific gas constant  (R) of  air are 1.4 and 288.8 J/kg.K, 

respectively.  If   the  compression  ratio  is 8 and  the maximum  temperature  in  the 

cycle is 2660 K, the heat (in kJ/kg) supplied to the engine is  _______ 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 12/14

4

 

4

 

5

 

5

8.  A  re

certa

rese

(A) 0

9.  An id

MPa,

both 

high 

enth

for r

Disre

0.  Jobs 

 jobs 

40 m

at th

(A) 

1.  A m

rod a

minu

ersible h

in  amoun

voir at 40

.8 

eal rehea

 with reh

turbines  i

pressure 

lpy of  wa

levant da

garding th

arrive at 

ollows Po

inutes. Th

 facility p

 

tal rod of  

t any inst

tes. The t

at  engine

t  of   heat 

K. The n

(B) 1.

 Rankine 

at being 

s 500°C a

turbine  a

ter at the

a. 

e pump w

 facility a

isson dist

e service 

er shift wil

(B) 14

3

initial len

nt is give

ue strain 

receives 

from  a  r

t work ou

 

ycle oper

one at 4 

nd  the en

nd  2247 

exit from

ork, the c

 an avera

ibution. T

time follo

ll be 

th L0 is s

n by the e

ate (in mi

2  kJ of  h

servoir  a

tput (in kJ

(C) 1.4

tes betw

MPa. The 

halpy of  

J/kg  at  t

 the pum

cle efficie

e rate of  

he averag

s expon

(C) 7

bjected t

xpression,

n‐1) at the 

at  from 

t  800  K.  I

) of  the cy

en the pr

temperat

team  is 3

e  exit  of  

is 191 kJ

ncy (in pe

5 in an 8 

service t

ntial dist

 a drawin

 L(t) = L0(

end of  on

  reservoi

t  rejects 

cle is 

(D) 2.0 

essure lim

re of  ste

185 kJ/kg 

low  pres

/kg. Use t

rcentage) i

hour shift.

ime of  a  j

ibution.  I

(D) 10

g process.

 + t2), wh

 minute i

 at  1000 

1  kJ  of   h

its of  10 k

m at the 

at  the ex

sure  turbi

he followi

s  ______

 The arriv

b on the 

le time (i

 The lengt

re t is th

  _______

K  and  a 

at  to  a 

a and 8 

inlets of  

it of   the 

ne.  The 

ng table 

l of  the 

acility is 

n hours) 

h of  the 

time in 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 13/14

5

5

 

5

5

2.  Duri

that 

degr

oper

3.  For t

(A) P

(C) P

4.  If  th

the t

5.  An a

hole 

core 

 ____

g pure o

the  thick

e  rake  a

tion is  __

he given a

‐I, Q ‐III, R‐

II, Q ‐III, R

 Taylor’s t

ol life (in 

luminium 

of  100 m

(density 1

 ________

thogonal 

ess  of   th

ngle  tool 

 _____ 

ssembly: 2

IV, S‐II 

IV, S‐I 

ool life ex

min) for 

alloy  (den

m diamet

600 kg/m3

 ____ 

urning o

e  chip  pr

is  0.2  m

5 H7/g8, 

onent n i

aximum 

sity 2600 

r and 10

). The net 

eration o

duced  is 

m/rev.  Th

atch Gro

(B) P‐I, 

(D) P‐II,

 0.2, and 

roduction

kg/m3)  ca

 mm  len

buoyancy 

a hollo

0.5 mm. 

e  shear 

up A with 

Q ‐IV, R‐III,

 Q ‐IV, R‐III

he tool c

 rate is  __

sting  is  t

th  is ma

force (in 

cylindric

The  feed 

train  pro

Group B 

S‐II 

I, S‐I 

anging ti

 _____ 

be prod

e  in  the 

ewton) a

l pipe,  it 

given  to 

uced  du

 

e is 1.5 

ced. A  c

asting usi

ting on th

is  found 

he  zero 

ring  the 

in, then 

lindrical 

ng  sand 

e core is 

8/10/2019 Mechnaical_1

http://slidepdf.com/reader/full/mechnaical1 14/14

Key for Excerise‐1 

Q.NO  Key/ Range 

1  A 

2  A 

4  A 

5  B 

6  C 

7  0.29 to 0.31 

8  B 

9  A 

10  D 

11 

12  B 

13  C 

14  B 

15  A 

16  D 

17  C 

18  B 

19  B 

20 

21  C 

22  A 

23  B 

24  A 

25  B 

26  C 

27  34 to 36 

28  D 

29  1.10 to 1.12 

30  8.4 to 8.5 

31  D 

32  29 to 31 

33  0.064 to 0.067 

34  56 to 57 

35  4.8 to 5.0 

36  29 to 31 

37  1.2 to 1.3 

38  D 

39  0.75 to 0.85 

40 

499 to

 501

 

41  4155 to 4160 

42  620 to 630 

43  635 to 638 

44  0.06 to 0.07 

45  15 to 16 

46  B 

47  1400 to 1420 

48  C 

49  40 to 42 

50  B 

51  0.9 to 1.1 

52  2.8 to 3.0 

53  D 

54  5.9 to 6.1 

55  7 to 8