कार्य, सामर्थ्य तथा ऊर्जा (WORK, POWER AND ENERGY)-Most Useful General Knowledge for IAS/PCS,UGC/NET,SSC, BANK P.O.,RAILWAY ETC COMPETITIVE EXAMS

1-कार्य (Work)—

किसी वस्तु पर किए गए कार्य का मान बल तथा बल की दिशा में उत्पन्न विस्थापन के गुणनफल के बराबर होता है |

             कार्य = बल × बल की दिशा में विस्थापन

             अत: W = F × S

कार्य का मात्रक न्यूटन-मीटर अथवा जूल है | यह एक अदिश राशि है |

यदि बल F तथा विस्थापन S की दिशा के बीच कोण 𝜃 हो तो 

                                 कार्य (W) = F × S cos𝜃

(i)यदि विस्थापन, लगाए गए बल की दिशा के लम्बवत है अर्थात 𝜃 = 90^० तो किया गया कार्य शून्य अर्थात न्यूनतम होगा |

(ii)यदि विस्थापन, लगाए गए बल की दिशा में है अर्थात 𝜃 = 0^० तो किया गया कार्य अधिकतम होगा |

2-ऊर्जा (Energy)—

किसी वस्तु के कार्य करने की क्षमता को ऊर्जा कहते हैं | ऊर्जा का मात्रक जूल होता है |

3-यान्त्रिक ऊर्जा (Mechanical Energy)—

किसी वस्तु में केवल यान्त्रिक कारणों से कार्य करने की क्षमता को वस्तु की यान्त्रिक ऊर्जा कहते हैं |

                            यान्त्रिक ऊर्जा = गतिज ऊर्जा + स्थितिज ऊर्जा

4-गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)—

किसी वस्तु में उसकी गति के कारण जो ऊर्जा होती है, उसे गतिज ऊर्जा कहते हैं |

       गतिज ऊर्जा = $\frac{1}{2}$× द्रव्यमान × (वेग)² = $\frac{1}{2}$m v²

5-स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)—

किसी वस्तु में उसकी स्थिति अथवा विकृत अवस्था के कारण जो ऊर्जा होती है, उसे उसकी स्थितिज ऊर्जा कहते हैं | स्थितिज ऊर्जा कई रूपों में निहित हो सकती है,

जैसे—गुरुत्वीय ऊर्जा, प्रत्यास्थ ऊर्जा, स्थिर वैद्युत ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा आदि |

6-गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा (Gravitational Potential Energy)—

किसी वस्तु की गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा उस कार्य के बराबर है,जो गुरुत्वाकर्षण बल के विरूद्ध वस्तु को पृथ्वी तल से उच्च स्थिति तक ले जाने में किया जाता है |

गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा = द्रव्यमान (m) × गुरुत्वीय त्वरण (g) × ऊँचाई (h)

7-प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा (Elastic Potential Energy)—

किसी स्प्रिंग को दबाने में, उसकी प्रत्यास्थता के कारण जो कार्य किया जाता है, वह स्प्रिंग की स्थितिज ऊर्जा के रूप में संचित हो जाता है | इसे स्प्रिंग की प्रत्यास्थ ऊर्जा कहते हैं |

                                            U = $\frac{1}{2}$× बल नियतांक × (खिंचाव)² अथवा U = $\frac{1}{2}$K x²

8-द्रव्यमान ऊर्जा (Mass Energy)—

पदार्थ का द्रव्यमान भी ऊर्जा का ही एक स्वरूप है |

आइन्स्टीन का द्रव्यमान ऊर्जा सम्बन्ध E = m c²

इसके अनुसार, यदि 1 किग्रा द्रव्यमान विलुप्त हो जाए, तो 9 × 10¹⁶ जूल ऊर्जा प्राप्त होगी |

9-ऊर्जा संरक्षण के नियम (Law of Conservation of Energy)—

इसके अनुसार, “विश्व की सम्पूर्ण ऊर्जा का परिमाण नियत रहता है |” अर्थात ऊर्जा न तो उत्पन्न की जा सकती है और न ही नष्ट, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदली जा सकती है |

10-ऊर्जा रूपान्तरण (Energy Transformation)—

ऊर्जा के एक रूप से दूसरे रूप में बदलने की प्रक्रिया को ऊर्जा रूपान्तरण कहते हैं |

11-ऊर्जा का मूल स्त्रोत (Basic Source of Energy)—

सूर्य ऊर्जा का मूल स्त्रोत है, जिसकी ऊर्जा का मूल स्त्रोत नाभिकीय संलयन है |

12-सौर ऊर्जा (Solar Energy)—

सूर्य की ऊर्जा को सौर ऊर्जा कहते हैं |

13-सामर्थ्य अथवा शक्ति (Power)—

किसी कर्त्ता के कार्य करने की दर को सामर्थ्य अथवा शक्ति कहते हैं

         सामर्थ्य (P) = कार्य (W)/समय (t)

   सामर्थ्य का मात्रक = जूल/ सेकण्ड अथवा वाट हैं | इससे बड़े मात्रक किलोवाट तथा मेगावाट हैं |

14-किलोवाट-घण्टा(kWh) —

यह ऊर्जा का बड़ा मात्रक है जिसे यूनिट भी कहते हैं |

       1 किलोवाट-घण्टा = 3.6 × 10⁶ जूल |

15-अश्व-शक्ति (Horse Power,H.P.)—

औद्योगिक क्षेत्र में शक्ति का मात्रक अश्व-शक्ति है |

 1 अश्व-शक्ति = 746 वाट तथा 1 किलोवाट = 1 .34 अश्व-शक्ति |

अनेक निकायों की स्थितिज ऊर्जा, गतिज ऊर्जा में  तथा गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तित होती रहती है, परन्तु इन दोनों का योग नियत रहता है |

16- सामान्य व्यक्ति की सामर्थ्य=0 .05 से 0.1 अश्व-शक्ति तक |
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