📖 ଅଧ୍ୟାୟ ୮ — କାର୍ଯ୍ୟ ଓ ଶକ୍ତି (Work and Energy): ଏହି ଟିପ୍ପଣୀ ଜଣେ ଶିକ୍ଷକ ଯେପରି ଶ୍ରେଣୀରେ ବୁଝାନ୍ତି ସେହିପରି ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିସ୍ତାରରେ ଲେଖାଯାଇଛି। କାର୍ଯ୍ୟ (W=F×s), ଗତିଜ ଓ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି, ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଓ ପାଓ୍ୱାର — ସୂତ୍ର ଓ ନ୍ୟୁମେରିକାଲ୍ ସହିତ।
ଅଧ୍ୟାୟ ୮ — କାର୍ଯ୍ୟ ଓ ଶକ୍ତି
🛠️ ୧. କାର୍ଯ୍ୟ (Work)
💡 ବୈଜ୍ଞାନିକ ଦୃଷ୍ଟିରେ କାର୍ଯ୍ୟ: ଯେତେବେଳେ କୌଣସି ବସ୍ତୁ ଉପରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ ହୁଏ ଓ ବଳ ଦିଗରେ ବସ୍ତୁଟି ବିସ୍ଥାପିତ ହୁଏ, ସେତେବେଳେ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦିତ ହୁଏ।
କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ଦୁଇଟି ସର୍ତ୍ତ: ① ବସ୍ତୁ ଉପରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ ହେବା ଉଚିତ; ② ବଳ ଦିଗରେ ବସ୍ତୁର ବିସ୍ଥାପନ ହେବା ଉଚିତ।
କାର୍ଯ୍ୟ (W) = ବଳ × ବଳ ଦିଗରେ ବିସ୍ଥାପନ = F × s ; ଏକକ = ଜୁଲ୍ (J)
1 ଜୁଲ୍ (J): 1 N ବଳ ବସ୍ତୁକୁ ବଳ ଦିଗରେ 1 m ବିସ୍ଥାପିତ କଲେ ଯେଉଁ କାର୍ଯ୍ୟ ହୁଏ (1 J = 1 N·m)।
➕➖ ୨. ଧନାତ୍ମକ, ଋଣାତ୍ମକ ଓ ଶୂନ କାର୍ଯ୍ୟ
- ଧନାତ୍ମକ କାର୍ଯ୍ୟ: ବଳ ଓ ବିସ୍ଥାପନ ଏକା ଦିଗରେ (ଯଥା ବସ୍ତୁ ଠେଲିବା)।
- ଋଣାତ୍ମକ କାର୍ଯ୍ୟ: ବଳ ଓ ବିସ୍ଥାପନ ବିପରୀତ ଦିଗରେ (ଯଥା ଘର୍ଷଣ ବଳ)।
- ଶୂନ କାର୍ଯ୍ୟ: ① ବିସ୍ଥାପନ = 0 (କାନ୍ଥ ଠେଲିବା), ② ବଳ ⊥ ବିସ୍ଥାପନ (ବୋଝ ବୋହି ସମତଳରେ ଚାଲିବା)।
⚡ ୩. ଶକ୍ତି (Energy)
💡 ଶକ୍ତି: କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାର ସାମର୍ଥ୍ୟ (capacity to do work)। ଏକକ = ଜୁଲ୍ (J), ଯାହା କାର୍ଯ୍ୟ ସହ ସମାନ। ଯେଉଁ ବସ୍ତୁ ଅଧିକ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରେ, ତାହାର ଶକ୍ତି ଅଧିକ।
🏃 ୪. ଗତିଜ ଶକ୍ତି (Kinetic Energy)
ଗତିଶୀଳ ବସ୍ତୁର ଗତି ଯୋଗୁଁ ଥିବା ଶକ୍ତିକୁ ଗତିଜ ଶକ୍ତି କୁହାଯାଏ।
ଗତିଜ ଶକ୍ତି (Ek) = ½ × m × v² (m = ବସ୍ତୁତ୍ୱ, v = ବେଗ)
💡 କାର୍ଯ୍ୟ-ଶକ୍ତି ପ୍ରମେୟ (Work-Energy Theorem): ବସ୍ତୁ ଉପରେ ସମ୍ପାଦିତ କାର୍ଯ୍ୟ = ତାହାର ଗତିଜ ଶକ୍ତିର ପରିବର୍ତ୍ତନ। W = Ekf − Eki = ½mv² − ½mu²।
ଧ୍ୟାନ ଦିଅ: ବେଗ ଦ୍ୱିଗୁଣ ହେଲେ ଗତିଜ ଶକ୍ତି 4 ଗୁଣ ହୁଏ (Ek ∝ v²)।
⛰️ ୫. ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି (Potential Energy)
ବସ୍ତୁର ଅବସ୍ଥାନ (position) ଅଥବା ବିନ୍ୟାସ (configuration) ଯୋଗୁଁ ଥିବା ଶକ୍ତିକୁ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି କୁହାଯାଏ। (ଯଥା: ଉଚ୍ଚ ସ୍ଥାନରେ ବସ୍ତୁ, ଟଣା ରବର ବ୍ୟାଣ୍ଡ)।
ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି = m × g × h (h = ଉଚ୍ଚତା)
ବସ୍ତୁକୁ h ଉଚ୍ଚତାକୁ ଉଠାଇବାକୁ ଯେତିକି କାର୍ଯ୍ୟ ହୁଏ, ସେତିକି ଶକ୍ତି ବସ୍ତୁରେ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରୂପେ ଗଚ୍ଛିତ ହୁଏ।
🔄 ୬. ଶକ୍ତିର ରୂପ ଓ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ନିୟମ
ଶକ୍ତିର ରୂପ: ଗତିଜ, ସ୍ଥିତିଜ, ତାପ, ରାସାୟନିକ, ବିଦ୍ୟୁତ୍, ଚୁମ୍ବକୀୟ, ଆଲୋକ ଶକ୍ତି ଇତ୍ୟାଦି।
💡 ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ନିୟମ: ଶକ୍ତିର ସୃଷ୍ଟି ବା ବିନାଶ ହୁଏ ନାହିଁ; ଏହା କେବଳ ଗୋଟିଏ ରୂପରୁ ଅନ୍ୟ ରୂପକୁ ରୂପାନ୍ତରିତ ହୁଏ। ବିଶ୍ୱର ମୋଟ ଶକ୍ତି ସର୍ବଦା ସ୍ଥିର।
ମୁକ୍ତ ପତନରେ: ବସ୍ତୁ ତଳକୁ ପଡ଼ିଲା ବେଳେ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି କମେ ଓ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ବଢ଼େ, କିନ୍ତୁ ମୋଟ (ଗତିଜ + ସ୍ଥିତିଜ = ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି) ସ୍ଥିର ରହେ।
⚙️ ୭. ପାଓ୍ୱାର (Power)
💡 ପାଓ୍ୱାର: କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାର ହାର (ଏକକ ସମୟରେ ହୋଇଥିବା କାର୍ଯ୍ୟ)।
ପାଓ୍ୱାର (P) = କାର୍ଯ୍ୟ ÷ ସମୟ = W / t ; ଏକକ = ଓ୍ୱାଟ୍ (W)
1 ଓ୍ୱାଟ୍ (W) = 1 ଜୁଲ୍ / 1 ସେକେଣ୍ଡ (1 W = 1 J/s)। 1 କିଲୋଓ୍ୱାଟ୍ (kW) = 1000 W।
💡 କିଲୋଓ୍ୱାଟ୍-ଘଣ୍ଟା (kWh): 1 kW ପାଓ୍ୱାରର ଯନ୍ତ୍ର 1 ଘଣ୍ଟାରେ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ଶକ୍ତି। 1 kWh = 3.6 × 10⁶ ଜୁଲ୍। (ଏହା ହିଁ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ‘ୟୁନିଟ୍’)।