কাজ, ক্ষমতা, গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তি এবং শক্তির সংরক্ষণ।
↔ পুরো চিত্র দেখতে পাশে সোয়াইপ করো
বল প্রয়োগে বস্তুর সরণ ঘটলে কাজ হয়: কাজ = বল × বলের অভিমুখে সরণ (W = F × s), SI একক জুল (J)। সরণ না হলে বা বলের সঙ্গে সরণ লম্ব হলে বিজ্ঞানের ভাষায় কাজ হয় না — দেয়ালে ঠেলা দিলে কাজ শূন্য। কাজ করার হারকে ক্ষমতা বলে: P = W ÷ t, একক ওয়াট (W); 1 W = 1 J/s। 1 অশ্বক্ষমতা (HP) = 746 W।
50 N বল প্রয়োগে বস্তু বলের অভিমুখে 4 m সরলে কাজ কত?
W = 50 × 4 = 200 J।
ওই কাজ 10 s-এ হলে ক্ষমতা কত?
P = 200 ÷ 10 = 20 W।
সমতল পথে মাথায় বোঝা নিয়ে হাঁটলে অভিকর্ষের বিরুদ্ধে কাজ কত?
শূন্য, কারণ বল (ওপরে) এবং সরণ (অনুভূমিক) পরস্পর লম্ব।
কাজ করার সামর্থ্যই শক্তি, এর একক জুল। গতির জন্য শক্তি হল গতিশক্তি: KE = ½mv²। উচ্চতার জন্য শক্তি হল স্থিতিশক্তি: PE = mgh। শক্তির সংরক্ষণ সূত্র অনুযায়ী শক্তিকে সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না, শুধু এক রূপ থেকে অন্য রূপে বদলানো যায়। মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর PE + KE ধ্রুবক থাকে। ডায়নামোতে যান্ত্রিক শক্তি বিদ্যুৎশক্তিতে এবং বাল্বে বিদ্যুৎশক্তি আলো ও তাপে রূপান্তরিত হয়।
2 kg ভরের বস্তুর 5 m উচ্চতায় স্থিতিশক্তি কত (g = 10)?
PE = 2 × 10 × 5 = 100 J।
বস্তুটি ছেড়ে দিলে মাটিতে পড়ার মুহূর্তে বেগ কত?
mgh = ½mv² থেকে v = √(2gh) = √100 = 10 m/s এবং KE = 100 J।
1000 kg ভরের গাড়ি 20 m/s বেগে চললে গতিশক্তি কত?
½ × 1000 × 20² = 200000 J।
শক্তির নানা রূপ আছে: যান্ত্রিক, তাপ, আলো, শব্দ, বিদ্যুৎ, রাসায়নিক ও নিউক্লীয় শক্তি। সূর্য আমাদের প্রধান শক্তির উৎস। জল-বিদ্যুৎ কেন্দ্রে জলের স্থিতিশক্তি → টারবাইনের গতিশক্তি → বিদ্যুৎশক্তি। বাণিজ্যিক এককে বিদ্যুতের খরচ মাপা হয় কিলোওয়াট-ঘণ্টায় (kWh): 1 kWh = 1000 W × 1 h = 3.6 × 10⁶ J।
100 W-এর একটি বাল্ব 5 ঘণ্টা জ্বললে কত kWh খরচ হয়?
100 × 5 ÷ 1000 = 0.5 kWh।
জল-বিদ্যুৎ কেন্দ্রে শক্তির রূপান্তরের ধারা লেখো।
জলের স্থিতিশক্তি → টারবাইনের গতিশক্তি → বিদ্যুৎশক্তি।
2 HP মোটরের ক্ষমতা ওয়াটে কত?
2 × 746 = 1492 W।
1. কাজের সংজ্ঞা ও SI একক লেখো।
2. 10 kg ভর 2 m উঁচুতে তুললে কাজ কত (g = 10)?
3. ক্ষমতা কাকে বলে? এর একক কী?
4. একটি মোটর 10 s-এ 5000 J কাজ করে। ক্ষমতা কত?
5. গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তির সূত্র লেখো।
6. শক্তির সংরক্ষণ সূত্রটি লেখো।
7. 2 kg ভরের বস্তু 10 m/s বেগে চললে গতিশক্তি কত?
8. 1 kWh কত জুল?
9. 2 kW হিটার 3 ঘণ্টা চললে কত kWh খরচ?
10. বাল্বে কোন কোন শক্তির রূপান্তর হয়?