अध्याय 5: कार्य, ऊर्जा और शक्ति

कक्षा 11 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 5, "कार्य, ऊर्जा और शक्ति", इन मूलभूत राशियों का परिचय देता है — कार्य बल का विस्थापन पर प्रयोग है, गतिज ऊर्जा गति की ऊर्जा है, और शक्ति कार्य करने की दर है — ये सभी कार्य-ऊर्जा प्रमेय से जुड़े हैं जो कहता है कि किया गया कार्य गतिज ऊर्जा के परिवर्तन के बराबर होता है।

• कार्य, ऊर्जा और शक्ति की परिभाषा — यह अध्याय तीन परस्पर जुड़े विचारों को जोड़ता है: कार्य, बल का विस्थापन के माध्यम से कार्य करना है; गतिज ऊर्जा, गति की ऊर्जा है; और शक्ति, कार्य करने की दर है। कार्य-ऊर्जा प्रमेय कार्य को गतिज ऊर्जा के परिवर्तन से सीधे जोड़ता है।
• संरक्षी बल और ऊर्जा संरक्षण — गुरुत्व और स्प्रिंग जैसे बल संरक्षी होते हैं क्योंकि वे केवल प्रारंभिक और अंतिम स्थितियों पर निर्भर करते हैं, जिससे कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है। घर्षण जैसे असंरक्षी बल पथ पर निर्भर करते हैं और ऊर्जा का क्षय करते हैं।
• टक्करों में ऊर्जा — टक्करों में संवेग सदैव संरक्षित रहता है, किंतु गतिज ऊर्जा केवल प्रत्यास्थ टक्करों में संरक्षित होती है। अप्रत्यास्थ टक्करों में गतिज ऊर्जा विरूपण में खो जाती है, यह दर्शाते हुए कि ऊर्जा केवल बनी नहीं रहती, बल्कि रूपांतरित होती है।

1. 01कार्य केवल तभी होता है जब बल की दिशा में विस्थापन हो; W = (F cos θ)d = F·d
2. 02गतिज ऊर्जा K = (1/2)mv² सदैव धनात्मक होती है और गति के कारण ऊर्जा को दर्शाती है
3. 03संरक्षी बल (गुरुत्व, स्प्रिंग बल) केवल प्रारंभिक और अंतिम स्थितियों पर निर्भर करते हैं; असंरक्षी बल (घर्षण) पथ पर निर्भर करते हैं
4. 04संरक्षी बलों के लिए यांत्रिक ऊर्जा संरक्षित रहती है: E = K + V(x) = स्थिरांक, जहाँ V स्थितिज ऊर्जा है
5. 05शक्ति, कार्य करने की समय-दर है: P = dW/dt = F·v, वाट में मापी जाती है (1 W = 1 J/s)
6. 06टक्करों में रेखीय संवेग सदैव संरक्षित रहता है; गतिज ऊर्जा केवल प्रत्यास्थ टक्करों में संरक्षित होती है, अप्रत्यास्थ में नहीं