कार्य, शक्ति और ऊर्जा (Work Power and Energy ki Paribhasha) | कार्य ऊर्जा और शक्ति के नोट्स PDF

Work, Power and Energy ki Paribhasha

कार्य (Work) किसे कहते हैं ?

बल और बल के अनुपयुक्त बिंदु द्वारा बल की दिशा में तय की गई दूरी के गुणनफल को बल के द्वारा किया गया कार्य कहा जाता है ।

अत: कार्य = बल x बल की दिशा में तय की गई दूरी

बल एवं विस्थापन दोनों सदिश राशियां है परंतु कार्य अदिश राशि है ।

कार्य का मात्रक –

• C.G.S. पद्धति में मात्रक – अर्ग
• S.I. पद्धति में मात्रक – जूल
• F.P.S. पद्धति में मात्रक – फूट-पाउण्ड
• 1 जूल = 10⁷ अर्ग
• 1फूट-पाउण्ड = 1.356 जूल

शक्ति (Power) किसे कहते हैं ?

कार्य करने की दर अर्थात् इकाई समय में किये गये कार्य को शक्ति कहते हैं ।

शक्ति एक अदिश राशि है । शक्ति का S.I. मात्रक वाट (w) है , जिसे जेम्सवाट के नाम पर रखा गया है ।

1 वाट = 1जूल/ सेकंड = 1 न्यूटन मीटर/सेकंड

मशीनों की शक्ति को अश्व शक्ति ( Horse Power- H.P) में भी व्यक्त किया जाता है ।

वाट, किलोवाट, मेगावाट तथा अश्व शक्ति शक्ति के मात्रक हैं ।

ऊर्जा (Energy) किसे कहते हैं ?

किसी वस्तु में कार्य करने की क्षमता को उस वस्तु की ऊर्जा कहते हैं ।

ऊर्जा का मात्रक वही मात्रक होता है, जो कार्य का मात्रक होता है और कार्य की भांति यह भी एक अदिश राशि है ।

ऊर्जा तथा कार्य का मात्रक वाट सेकंड (Ws) , वाट घंटा (Wh) तथा किलोवाट घंटा (kWh) है ।

ऊर्जा के प्रकार :-

ऊर्जा दो प्रकार की होती है – (१) गतिज ऊर्जा (२) स्थितिज ऊर्जा

(1) गतिज ऊर्जा ( Kinetic Energy )

किसी वस्तु में गति के कारण जो कार्य करने की क्षमता आ जाती है, उसे उस वस्तु की गतिज ऊर्जा कहते हैं । जैसे – आंधी में टीन उड़ाने की क्षमता

यदि m द्रव्यमान की वस्तु v वेग से चल रही हो तो, गतिज ऊर्जा (KE) – 1/2 mv²

अर्थात किसी वस्तु का द्रव्यमान दोगुना करने पर उसकी गतिज ऊर्जा दोगुनी हो जाएगी और द्रव्यमान आधी करने पर उसकी गतिज ऊर्जा आधी हो जाएगी । इसी प्रकार वस्तु का वेग दुगुना करने पर वस्तु की गतिज ऊर्जा 4 गुनी हो जाएगी और वेग आधा करने पर वस्तु की गतिज ऊर्जा 1/4 गुनी हो जाएगी ।

गतिज ऊर्जा एवं संवेग में संबंध –

K.E = p² /2m जहाँ p = mv

अर्थात् संवेग दोगुना करने पर गतिज ऊर्जा 4 गुनी हो जाएगी ।

(2) स्थितिज ऊर्जा ( Potential Energy)

किसी वस्तु में उसकी अवस्था या स्थिति के कारण कार्य करने की क्षमता को स्थितिज ऊर्जा कहते हैं । जैसे :- बाँध बनाकर इकट्ठा किए गए पानी की ऊर्जा , घड़ी की चाभी में संचित ऊर्जा , तनी हुई स्प्रिंग ।

स्थितिज ऊर्जा (P.E.) = mgh
जहाँ m= द्रव्यमान , g= गुरुत्वजनित त्वरण, h= ऊंचाई

ऊर्जा के विभिन्न स्रोत –

(१) सौर ऊर्जा ( Solar Energy)
(२)जल ऊर्जा ( Hydro Energy)
(३) पवन ऊर्जा (Wind Energy)
(४) रासायनिक ऊर्जा (Chemical Energy)
(५) विद्युत ऊर्जा (Electrical Energy)
(६) नाभिकीय ऊर्जा (Nuclear Energy)
(७) ध्वनि ऊर्जा ( Sound Energy)

यांत्रिक ऊर्जा ( Mechanical Energy)

वह ऊर्जा जो किसी वस्तु में शारीरिक कार्य अथवा यांत्रिकी कार्य के कारण संचारित होती है, यांत्रिक ऊर्जा कहलाती है । वस्तु की गतिज ऊर्जा तथा स्थितिज ऊर्जा को संयुक्त रूप से यांत्रिक ऊर्जा कहते हैं ।

कार्य ऊर्जा प्रमेय – किसी वस्तु पर लगे परिणामी बल द्वारा किया गया कार्य वस्तु की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है ।

ऊर्जा संरक्षण का नियम ( Law of Conservation of Energy)

ऊर्जा का न तो निर्माण होता है न विनाश अर्थात् विश्व की कुल ऊर्जा नियत रहती है । ऊर्जा का केवल एक रूप से दूसरे रूप में रूपांतरण होता है । जब भी ऊर्जा किसी रूप में लुप्त होती है, ठीक उतनी ही ऊर्जा अन्य रूपों में प्रकट हो जाती है । यह ऊर्जा संरक्षण का नियम कहलाता है ।

ऊर्जा का रूपांतरण (Transformation of Energy)

ऊर्जा रूपांतरण का नियम वॉन-हैल्मोट्ज नामक वैज्ञानिक ने दिया था ।

• बल किसे कहते हैं तथा बलों के प्रकार
• गति किसे कहते हैं तथा गति के तीनो नियम