Class 9 भौतिकी Ch-4 कार्य और ऊर्जा

1. कार्य (Work)

कार्य क्या है?

जब किसी वस्तु पर बल लगाया जाए और उस बल के कारण वस्तु में विस्थापन हो, तो कहा जाता है कि कार्य हुआ है।

आसान समझ

अगर आप किसी वस्तु को धक्का देते हैं और वह हिलती है, तभी कार्य होता है।

कार्य होने की शर्तें

कार्य तभी होगा जब

• वस्तु पर बल लगाया जाए
• वस्तु में विस्थापन हो

अगर इनमें से कोई एक भी नहीं है तो कार्य नहीं होगा।

कार्य का सूत्र

W = F × s × cosθ

जहाँ

• W = कार्य
• F = बल
• s = विस्थापन
• θ = बल और विस्थापन के बीच कोण

कार्य के प्रकार

धनात्मक कार्य

जब बल और विस्थापन एक ही दिशा में हों (θ = 0°)
उदाहरण: गाड़ी को आगे धक्का देना

ऋणात्मक कार्य

जब बल और विस्थापन विपरीत दिशा में हों (θ = 180°)
उदाहरण: घर्षण बल

शून्य कार्य

जब विस्थापन शून्य हो या बल 90° पर हो (θ = 90°)
उदाहरण: दीवार को धक्का देना

कार्य के गुण

• यह एक स्केलर राशि है
• SI इकाई जूल है
• 1 जूल = 1 न्यूटन × 1 मीटर

2. ऊर्जा (Energy)

ऊर्जा क्या है?

किसी वस्तु की कार्य करने की क्षमता को ऊर्जा कहते हैं।

ऊर्जा के गुण

• यह स्केलर राशि है
• इसका SI मात्रक जूल है
• ऊर्जा नष्ट नहीं होती, केवल रूप बदलती है

3. ऊर्जा के प्रकार

यांत्रिक ऊर्जा

गतिज और स्थितिज ऊर्जा का योग

4. गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)

परिभाषा

जब कोई वस्तु गति में होती है, तो उसमें गतिज ऊर्जा होती है।

सूत्र

KE = ½ mv²

जहाँ

• m = द्रव्यमान
• v = वेग

मुख्य बात

वेग बढ़ने पर ऊर्जा बहुत तेजी से बढ़ती है।

उदाहरण

• चलती गाड़ी
• उड़ती गेंद

5. स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)

परिभाषा

किसी वस्तु में उसकी स्थिति के कारण संचित ऊर्जा।

सूत्र

PE = mgh

जहाँ

• m = द्रव्यमान
• g = गुरुत्व त्वरण
• h = ऊँचाई

उदाहरण

• ऊँचाई पर रखा पत्थर
• खिंची हुई स्प्रिंग

6. अन्य प्रकार की ऊर्जा

ऊष्मीय ऊर्जा

ताप के कारण उत्पन्न ऊर्जा

रासायनिक ऊर्जा

भोजन और बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा

विद्युत ऊर्जा

विद्युत धारा से प्राप्त ऊर्जा

प्रकाश ऊर्जा

सूर्य और बल्ब से प्राप्त ऊर्जा

ध्वनि ऊर्जा

कंपन से उत्पन्न ऊर्जा

7. कार्य-ऊर्जा प्रमेय

किया गया कार्य = गतिज ऊर्जा में परिवर्तन

W = KE₂ − KE₁

मतलब
कार्य करने से वस्तु की गति बदलती है

8. ऊर्जा संरक्षण का नियम

ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है और न नष्ट की जा सकती है। केवल उसका रूप बदलता है।

उदाहरण

• ऊँचाई पर स्थितिज ऊर्जा
• नीचे आते समय गतिज ऊर्जा

9. शक्ति (Power)

परिभाषा

कार्य करने की दर को शक्ति कहते हैं।

सूत्र

P = W / t

जहाँ

• P = शक्ति
• W = कार्य
• t = समय

इकाई

• वाट (W)
• 1 W = 1 J/s

10. व्यावसायिक ऊर्जा इकाई

1 kWh = 1000 W × 3600 s
= 3.6 × 10⁶ J

बिजली बिल में इसका उपयोग होता है

11. दक्षता (Efficiency)

दक्षता = उपयोगी ऊर्जा / कुल ऊर्जा × 100%

मतलब मशीन जितनी ऊर्जा उपयोगी काम में बदलती है वही दक्षता है

12. बल, कार्य और ऊर्जा का संबंध

• बल लगाने से कार्य होता है
• कार्य से ऊर्जा बदलती है
• ऊर्जा से गति उत्पन्न होती है

13. निष्कर्ष

• कार्य तभी होता है जब विस्थापन हो
• ऊर्जा = कार्य करने की क्षमता
• गतिज ऊर्जा = गति की ऊर्जा
• स्थितिज ऊर्जा = स्थिति की ऊर्जा
• शक्ति = कार्य की दर
• ऊर्जा हमेशा संरक्षित रहती है