এসএসসি পদার্থবিঞ্জান চতুর্থ অধ্যায় (কাজ, শক্তি এবং ক্ষমতা)

বই এর অধ্যায়ঃ    SSC Physics Chapter 4

 

কাজঃ

বস্তুর উপর বল প্রয়োগে যদি বস্তুর সরণ হয়, তবে তাকে কাজ বলা হয়। সরণ না হলে তাকে আমরা কাজ বলতে পারি না। যেমনঃ তারেক যদি একটি বই টেবিলের উপর রেখে দেয় এবং তাতে আর হাত না দেয় তাহলে সেটাকে আমরা কাজ বলতে পারি না। আবার সে যদি বলপ্রয়োগ করে বস্তুটিকে টেবিলের এক প্রান্ত থেকে অন্যপ্রান্তে নিয়ে যায়, তাহলে বইটির সরণ ঘটে এবং আমরা বলতে পারি তারেক কাজ করেছে এবং কাজটি সম্পাদিত হয়েছে বইটির উপরে। এই কাজ সম্পর্কিত আরো কিছু উদাহরণ নিচের লেকচারটিতে দেখে নেই-

 

কাজের গাণিতিক ব্যাখ্যা এবং এর মাত্রাঃ

তাহলে পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় এটা পরিষ্কার যে, বল প্রয়োগে যদি বস্তুর সরণ ঘটে তাহলে তাকে আমরা কাজ বলি। এখন কোন বস্তুর উপরে যদি আমরা F বল প্রয়োগ করি এবং সেই বল প্রয়োগে যদি ঐ বস্তুটির s পরিমাণ সরণ হয়, তাহলে কাজ সমান আমরা বলতে পারি-

কাজ = বল Xসরণ

=Fs

তারমানে যখন সরণ s = 0, মানে বল প্রয়োগের ফলেও অথবা কোন সরণ না হলে কাজ (Work), w = Fs = Fx0 = 0.

 

নিউটনের গতির সূত্র থেকে আমরা জানি, F = ma

যেখানে, m হল ভর (mass) এবং a হল ত্বরণ (acceleration)

নিউটনের গতির সুত্র থেকে আমরা জানি,

আবার ত্বরণ (acceleration) = বেগ/সময়

 

Number 1

 

তাহলে ত্বরণ সমান আমরা লিখতে পারি –

number 2

ত্বরণের এই মান কাজের সমীকরণে বসিয়ে আমরা লিখতে পারি-

number 3

এখন, ভরের মাত্রা হচ্ছে M, সরণের মাত্রা হচ্ছে L এবং সময়ের মাত্রা হচ্ছে T, তাহলে, কাজের মাত্রা হল-

Number 4

 

কাজের এককঃ

আমরা যদি এখন কাজের একক বের করতে চাই, তাহলে সূত্র থেকে আমরা জানি-

Number 5

বলের একক নিউটন (N), এবং সরণের একক মিটার (m) । তাহলে কাজের একক হবে Nm.

এই নিউটন-মিটারকে একত্রে বলা হয় জুল (Joule) এবং সংক্ষেপে একে লেখা হয় J দিয়ে। তাহলে, J = Nm

জুলের সংগা এভাবে দেওয়া যায়, কোন বস্তুর উপরে এক নিউটন বল প্রয়োগে যদি বস্তুটির এক নিয়টন সরণ হয়, তবে ঐ বল দ্বারা কৃতকাজ হচ্ছে এক জুল। এখন আমরা এই কাজ সম্পর্কিত একটি গাণিতিক সমস্যার সমাধান দেখি-

 

 

শক্তিঃ

কোন বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যকে বলা হয় শক্তি। তার মানে

কৃতকাজ = শক্তি

কাজ করার সময় এক শক্তি অন্য শক্তিতে রুপান্তরিত হয় মাত্র। তাই কাজ এবং শক্তির একক অভিন্ন, সেটা হচ্ছে জুল। আমাদের চারপাশের আমরা অনেক ধরনের শক্তি দেখতে পাই যেমনঃ সৌরশক্তি, বিদ্যুত শক্তি, তাপশক্তি, যান্ত্রিকশক্তি, নিউক্লিয়শক্তি, রাসায়নিক শক্তি ইত্যাদি।

 

যান্ত্রিক শক্তিকে আবার দুই ভাগে ভাগ করা হয়-

১। গতিশক্তি

২। স্থিতিশক্তি

 

 

গতিশক্তিঃ

গতিশীল বস্তুর কাজ করার ক্ষমতাকেই বলা হয় গতিশক্তি। কোন বস্তুর পর F বল প্রয়োগে যদি সেটি v বেগে t সময় ধরে চলে s দুরত্ব অতিক্রম করে, তাহলে,

কৃতকাজ, W = Fs

Number 6

 

Number 7

 

 

স্থিতিশক্তিঃ

কোন বস্তুকে কোন বলের বিপরীতে এক অবস্থান হতে অন্য অবস্থানে নিয়ে গেলে বস্তুটি কাজ করার যে সামর্থ্য লাভ করে তাকে স্থিতিশক্তি বলা হয়। এখন আমরা দেখি কিভাবে স্থিতিশক্তির রাশিমালা প্রতিপাদন করা যায় –

 

 

ক্ষমতাঃ

কাজ করার বা শক্তি রূপান্তরের হারকে বলা হয় ক্ষমতা।

 

Number 8

 

বিস্তারিত জেনে নেওয়া যাক নিচের লেকচার ভিডিও থেকে –

 

ক্ষমতার এককঃ

আমরা জানি,

Number 9

কাজের একক হল জুল (J)

সময়ের একক হলে সেকেন্ড (s)

তাহলে ক্ষমতার একক হল J/s, যাকে বলা হয় ওয়াট (Watt), সংক্ষেপে লেখা হয় W.

এক সেকেন্ডে একজুল কাজ করার ক্ষমতাকে বলা হয় এক ওয়াট।

 

 

কর্মদক্ষতাঃ

 

Number 10

একটা ভিডিও লেকচারের মধ্যমে বিষয়টি আরো সুন্দর করে বুঝি-