भौतिकी में कार्य एक ऐसा मान है जो शरीर को उस दूरी से ले जाने वाले बल के मॉड्यूल को गुणा करके पाया जाता है। लेख में, हम उन स्थितियों पर विस्तार से विचार करेंगे जब शरीर चलता है और गतिहीन रहता है। आइए जानें कार्य का सूत्र और उसकी माप की इकाइयाँ।
शरीर पर कार्य करने वाले बल
मान लें कि हमारे पास एक धागा है जिस पर एक शरीर लटका हुआ है। धागे की तरफ से, धागे का लोचदार बल उस पर कार्य करता है, आइए इसे F से निरूपित करें। शरीर गतिहीन है, मान लीजिए कि हमने धागे को एक तिपाई से जोड़ दिया है। क्या इस अवस्था को अनिश्चित काल तक बनाए रखने के लिए कुछ करना आवश्यक है? नहीं। यद्यपि शरीर पर एक बल कार्य कर रहा है, यह हिलता नहीं है।
भौतिकी में कार्य - यह क्या है? इस प्रश्न का उत्तर देने से पहले, स्थिति पर विचार करें। मान लीजिए कि कोई पिंड गति कर रहा है, लेकिन कोई बल उस पर कार्य नहीं कर रहा है। उदाहरण के लिए, यदि यह सभी तारों और आकाशगंगाओं से बहुत दूर बाहरी अंतरिक्ष में एक गेंद है। तब उनके आकर्षण का बल नगण्य होगा। एक आरेख बनाएं।
पिंड एक निश्चित दूरी s चला गया है, लेकिन कोई बल नहीं है (F=0)। क्या ये ज़रूरी हैंशरीर को गतिमान रखने के लिए कोई उपाय करें? नहीं। इस अवस्था को अनिश्चित काल तक बनाए रखा जा सकता है। यह शरीर पर कार्य करने वाले बलों की अनुपस्थिति में एकसमान सीधा गति है।
यांत्रिक कार्य करने वाले बल
और अब स्थिति मौलिक रूप से अलग है। हम वही गेंद उठाएंगे। उस पर एक बल कार्य करता है, यह रस्सी के किनारे से शरीर पर लगाया जाता है। हम गेंद की गति की मात्रा को अक्षर s, और बल - F से निरूपित करते हैं। क्या गेंद स्वयं उठेगी? नहीं, कुछ तो उठाना होगा। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रिक मोटर को कहीं काम करना चाहिए। लेकिन इसके काम करने के लिए, बांध से पानी गिरना चाहिए, जिससे टरबाइन का घुमाव हो जाता है जिससे जनरेटर जुड़ा होता है। बिजली लाइन के माध्यम से, ऊर्जा को इंजन में प्रेषित किया जाना चाहिए, और इसे काम करना चाहिए और भार उठाना चाहिए। यानी आंदोलन को अपने आप महसूस नहीं किया जा सकता।
भौतिकविदों का कहना है कि पहले दो मामलों में बल कोई यांत्रिक कार्य नहीं करता है। तीसरे मामले में, काम किया जाता है। यह किसके द्वारा उत्पादित किया जाता है? फोर्स एफ। भौतिकी में, कार्य एक मात्रा है। और अगर ऐसा है, तो यह ऊपर और नीचे बदल सकता है। यह अनुमान लगाना आसान है कि यदि बल बढ़ा दिया जाए और शरीर को समान दूरी पर ले जाया जाए, तो इस बल का कार्य अधिक होगा। ताकत कैसे बढ़ाई जा सकती है? उदाहरण के लिए, एक गेंद लेना दुगुना कठिन है। फिर काम दोगुना हो जाएगा। अतः किसी बल द्वारा किया गया कार्य बल के परिमाण के समानुपाती होता है। यह कानून है।
यांत्रिक कार्य सूत्र
मान लें कि हमें उसी गेंद को 50 सेमी नहीं, बल्कि 100 सेमी ऊपर उठाना है।इसे पहले दूरी के पहले आधे हिस्से तक उठाने का काम करें, और फिर दूसरे तक। हर बार एक ही काम किया जाएगा, लेकिन कुल काम दोगुना होगा। इसका अर्थ है कि कार्य शरीर द्वारा तय की गई दूरी के सीधे आनुपातिक है। इसलिए, भौतिक विज्ञानी Fs के मान को A अक्षर से निरूपित करने के लिए सहमत हुए और इसे बल का कार्य कहते हैं। व्यंजक Fs, पिंड के बल और विस्थापन के सीधे समानुपाती होगा।
A=Fs भौतिकी में कार्य करने का सूत्र है। A शरीर पर लागू बल का वांछित मान है, और s शरीर द्वारा तय किया गया पथ है। हालाँकि, ऐसी परिस्थितियाँ होती हैं जब शरीर पर एक बल लगाया जाता है, लेकिन वह हिलता नहीं है। हमारे तीसरे मामले में, शरीर उसी दिशा में चलता है जिस दिशा में बल लगाया जाता है। इसलिए, यह कहना अधिक सटीक होगा कि s बल की दिशा में शरीर का विस्थापन है। आइए एक परिभाषा तैयार करें: भौतिकी में कार्य बल के मापांक के गुणनफल और बल की दिशा में शरीर के विस्थापन के बराबर है।
माप की इकाइयाँ
आइए परिभाषित सूत्र A=Fs पर नजर डालते हैं। [ए]=एनएम=जे। N न्यूटन है, J जूल है। कैसे समझें कि 1 जूल क्या है? आइए एक जूल का कार्य करने वाले बल को दर्शाने वाला एक आरेख बनाएं।
आंकड़ा शरीर की प्रारंभिक और अंतिम स्थिति को दर्शाता है। हम इसे 1 मीटर की दूरी तक ले गए। चलते समय, शरीर पर एक न्यूटन का बल लगाया गया। ए \u003d 1 एन1 मीटर \u003d 1 जे। यानी एक जूल एक न्यूटन के बल द्वारा किया गया कार्य है जब कोई पिंड बल की दिशा में 1 मीटर की दूरी पर चलता है।
एक जूल एक छोटा सा काम है। पालण-पोषण करना1 किलो वजन प्रति 10 सेमी, आपको 1 जूल में काम करने की जरूरत है। इसे एक मीटर की ऊँचाई तक बढ़ाने के लिए आपको 10 जूल का कार्य करना होगा। अगर हम क्रेन के काम की बात करें तो वे दसियों मीटर तक टन उठाती हैं। इसलिए, काम की माप की अन्य इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है: किलोजूल, मेगाजूल, आदि। 1 केजे=1000 जे, 1 एमजे=10 ^ 6 जे। दीवार घड़ी का हाथ मोटर द्वारा गति में सेट किया जाता है। यह एक जूल से बहुत कम काम करता है। इसे मिलीजूल में मापा जाता है। 1 एमजे=0.001 जे। माइक्रोजूल भी हैं। 1 μJ=110^-6 J.
