BSE Odisha 9th Class Physical Science Notes Chapter 8 କାର୍ଯ୍ୟ ଓ ଶକ୍ତି

Odisha State Board BSE Odisha 9th Class Physical Science Notes Chapter 8 କାର୍ଯ୍ୟ ଓ ଶକ୍ତି will enable students to study smartly.

BSE Odisha Class 9 Physical Science Notes Chapter 7 କାର୍ଯ୍ୟ ଓ ଶକ୍ତି

→ କାର୍ଯ୍ୟ (Work)
(i) ଗୋଟିଏ ସ୍ଥାନରେ ବସି କିଛି କ୍ରିୟା (action) କରିବା, ଅଧ୍ବକ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରି କାନ୍ଥକୁ ଠେଲିବା, ମୁଣ୍ଡରେ ବୋଝ ମୁଣ୍ଡେଇ ଠିଆହୋଇ ରହିବା, ଗୋଟିଏ ସ୍ଥାନରେ ଠିଆହୋଇ ପାଠ ପଢ଼ାଇବା ଇତ୍ୟାଦିରେ କାର୍ଯ୍ୟ ହୁଏ ବୋଲି ଅନେକ ଭାବନ୍ତି ମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନରେ ଏହାକୁ କାର୍ଯ୍ୟ ବୋଲି ବିବେଚନା କରାଯାଏ ନାହିଁ ।
(ii) ଉପରିସ୍ଥ ଉଦାହରଣଗୁଡ଼ିକରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ ସତ୍ତ୍ଵେ ବସ୍ତୁ ବିସ୍ଥାପିତ ନହୋଇ ସ୍ଥିର ରହୁଥ‌ିବାରୁ ସେଠାରେ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦିତ ହେଉନାର୍ହି।
(iii) ଫୁଟ୍‌ବଲ୍‌ ଖେଳିଲାବେଳେ, ଗଛ ଚଢ଼ିଲାବେଳେ, ଶିଡ଼ି ଚଢ଼ିଲାବେଳେ, ଚାଲିଲାବେଳେ, ଦୌଡ଼ିଲାବେଳେ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦିତ ହୁଏ । ଉପରୋକ୍ତ ଉଦାହରଣରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗଦ୍ଵାରା ବସ୍ତ୍ର ବିସ୍ଥାପିତ ହୋଇ ଗତଶୀଳ ରହୁଥ‌ିବାରୁ କାର୍ଯ୍ୟ ହୋଇଥାଏ ।

→ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଦୃଷ୍ଟିରେ କାର୍ଯ୍ୟ (Scientific Concept of Work) :
ବୈଜ୍ଞାନିକ ପରିଭାଷାରେ କାର୍ଯ୍ୟର ସଂଜ୍ଞାକୁ ସରଳ ଭାବରେ ବୁଝିବାପାଇଁ କେତେକ ଉଦାହରଣ ଦିଆଯାଇଛି ।
(i) ଜମି ଉପରେ ଏକ ବସ୍ତକ ବଳପ୍ରୟୋଗ କରି ଠେଲିବାଦ୍ଵାରା ତାହା ବିସ୍ଥାପିତ ହୋଇଥାଏ । ଏଠାରେ ଠେଲାବଳ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିଥାଏ ।
(ii) ଚକଲଗା ଖେଳନାରେ ସୂତା ବାନ୍ଧି ଟାଣିଲେ ଖେଳନାଟି ଗତିଶୀଳ ହୁଏ । ଏଠାରେ ଟଣାବଳଦ୍ଵାରା ଖେଳନା ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦିତ ହୋଇଥାଏ ।
(iii) ଟେବୁଲ ଉପରେ ଥ‌ିବା ବହିଟିକୁ ଉପରକୁ ଉଠାଇଲେ ବହିଟି ଉପରେ ବଳପ୍ରୟୋଗ ହୋଇଥାଏ । ଏଠାରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ ଦ୍ଵାରା ବହି କିଛି ଉପରକୁ ଉଠିଥିବାରୁ କାର୍ଯ୍ୟ ସଂପାଦିତ ହୋଇଥାଏ ।

→ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ବଳଦ୍ଵାରା ସମ୍ପାଦିତ କାର୍ଯ୍ୟ (Work done by a Constant Force):
(i) ମନେକର ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁ ଉପରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ବଳ F କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଛି ଚକ ପ୍ରୟୋଗ ଫଳରେ ଏହି ବସ୍ତୁଟି ବଳପ୍ରୟୋଗ ଦିଗରେ s ଦୂରତା ବିସ୍ଥାପିତ ହୋଇ W କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦିତ ହେଲା ।
(ii) କାର୍ଯ୍ୟର କେବଳ ପରିମାଣ ଥାଏ ଦିଗ ନଥାଏ । ତେଣୁ କାର୍ଯ୍ୟ ଏକ ଅଦିଶ ରାଶି ।
ଏକକ : କାର୍ଯ୍ୟର ଦୁଇଟି ମୌଳିକ ଏକକ ହେଲା ଜୁଲ୍ ଓ ଅର୍ଗ ।
ଅର୍ଗ : ଏକ ଡାଇନ୍ ବଳ ଏକ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟକରି ବସ୍ତୁକୁ ବଳ ଦିଗରେ ଏକ ସେଣ୍ଟିମିଟର ବିସ୍ଥାପିତ କଲେ ବଳଦ୍ଵାରା ସମ୍ପାଦିତ କାର୍ଯ୍ୟର ପରିମାଣକୁ ଏକ ଅର୍ଗ କୁହାଯାଏ ।
ଜୁଲ୍ : ଏକ ନିଉଟନ୍ ବଳ ଏକ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟକରି ବସ୍ତୁକୁ ବଳ ଦିଗରେ ଏକ ମିଟର ବିସ୍ଥାପିତ କଲେ ବଳଦ୍ଵାରା ସମ୍ପାଦିତ କାର୍ଯ୍ୟର ପରିମାଣକୁ ଏକ ଜୁଲ୍ କୁହାଯାଏ ।
ଜୁଲ୍ ଓ ଅର୍ଗ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ :
1 ସ୍କୁଲ୍ = 1 ନିଉଟନ୍ × 1 ମିଟର = 10⁵ ଡାଇନ୍ x 10² ସେ.ମି. = 10⁷ ଡାଇନ୍ × ସେ.ମି. = 10⁷ ଅର୍ଗ

→ ଯୁକ୍ତାତ୍ମକ କାର୍ଯ୍ୟ :
(i) ପ୍ରଯୁକ୍ତ ବଳ ଦିଗରେ ବିସ୍ଥାପନ ହେଲେ କାର୍ଯ୍ୟ ଯୁକ୍ତାତ୍ମକ ହୁଏ ।
(ii) ପାହାଡ଼ରୁ ଓହ୍ଲାଇବାବେଳେ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବଳ କାର୍ଯ୍ୟକରି ଓହ୍ଲାଇବାକୁ ସହଜ କରେ । ଏଠାରେ ବିସ୍ଥାପନ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବଳ ଦିଗରେ ତଳକୁ’ ହୋଇଥାଏ ।

ବିଯୁକ୍ତାତ୍ମକ କାର୍ଯ୍ୟ :
(i) ପ୍ରଯୁକ୍ତ ବଳର ବିପରୀତ ଦିଗରେ ବିସ୍ଥାପନ ହେଲେ କାର୍ଯ୍ୟ ବିଯୁକ୍ତାତ୍ମକ ହୁଏ ।
(ii) ପାହାଡ଼ ଉପରକୁ ଚଢ଼ିବାବେଳେ, କୂଅରୁ ପାଣି କାଢ଼ିବାବେଳେ, ଲିଫ୍‌ଟରେ ଉପରକୁ ଗଲାବେଳେ, ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବଳର ବିପରୀତ ଦିଗରେ ବସ୍ତୁର ବିସ୍ଥାପନ ହୁଏ ।
କାର୍ଯ୍ୟ = ବଳ × ବିସ୍ଥାପନ
⇒ W = F × (- s) ⇒ W= – Fs

→ ଶକ୍ତି (Energy):
(i) କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାପାଇଁ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ ।
(ii) ସୂର୍ଯ୍ୟ ହେଉଛି ସବୁଠାରୁ ବଡ଼ ପ୍ରାକୃତିକ ଶକ୍ତିର ଉତ୍ସ । ବିଭିନ୍ନ ଶକ୍ତିର ଉତ୍ସ ଏହି ସୌରଶକ୍ତିରୁ ମିଳିଥାଏ । ଏଥିପାଇଁ ସୂର୍ଯ୍ୟଙ୍କୁ ସକଳ ଶକ୍ତିର ଉତ୍ସ ବୋଲି କୁହାଯାଏ ।
(iii) ଅଣୁ, ପରମାଣ, ଭଗର୍ଭ, ପବନ ଏବଂ ସାମୁଦ୍ରିକ ଢେଉ ବା ଜୁଆରରୁ ମଧ୍ୟ ଶକ୍ତି ମିଳିଥାଏ ।

→ ଶକ୍ତିର ପ୍ରକାରଭେଦ (Forms of Energy):
ଶକ୍ତିର ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାର ରୂପ ଅଛି; ଯଥା – ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି (ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି + ଗତିଜ ଶକ୍ତି), ତାପଜ ଶକ୍ତି, ରାସାୟନିକ ଶକ୍ତି, ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଶକ୍ତି, ଆଲୋକ ଶକ୍ତି ଇତ୍ୟାଦି ।

→ ଗତିଜ ଶକ୍ତି (Kinetic Energy):
ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁ ତାହାର ଗତି ଯୋଗୁଁ ଯେଉଁ ଶକ୍ତି ଆହରଣ କରିଥାଏ, ତାହାକୁ ବସ୍ତୁର ଗତିଜ ଶକ୍ତି କୁହାଯାଏ ।

→ ଏକ ଉଚ୍ଚତାରେ ଏକ ବସ୍ତୁର ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଶକ୍ତି (Potential Energy of an Object at a Height):
(i) ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁକୁ କିଛି ଉଚ୍ଚତାକୁ ଉଠାଇଲେ ତାହା ଅଧିକ ଶକ୍ତି ଆହରଣ କରିଥାଏ । ବସ୍ତୁଟିକୁ ଉପରକୁ ଉଠାଇଲାବେଳେ ତାହା ଉପରେ ହେଉଥିବା କାର୍ଯ୍ୟ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବଳର ବିପରୀତ ଦିଗରେ ସଂପାଦିତ ହୋଇଥାଏ । ଉତ୍ତୋଳିତ ବସ୍ତୁଟିରେ ଗଚ୍ଛିତ ହୋଇଥବା ଏପରି ଶକ୍ତିକୁ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି କୁହାଯାଏ ।
(ii) ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବଳର ବିପରୀତ ଦିଗରେ ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁକୁ ଭୂମି ଉପରେ କୌଣସି ଉଚ୍ଚତାକୁ ଉଠାଇବା ପାଇଁ ସମ୍ପାଦିତ ହୋଇଥିବା କାର୍ଯ୍ୟକୁ ସେହି ବସ୍ତୁର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି (Gravitational Potential Energy) କୁହାଯାଏ ।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ନିମନ୍ତେ ଗାଣିତିକ ସୂତ୍ର :
(i) ମାନେକର । ପରିମାଣ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇ m ବସ୍ତୁତ୍ଵ ବିଶିଷ୍ଟ ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁକୁ ଭୂପୃଷ୍ଠ ଉପରେ h ଉଚ୍ଚତା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଉଠାଗଲା । h ଉଚ୍ଚତା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଉଠାଇବାପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ବଳର ପରିମାଣ_F = mg ।
(ii) ଏଠାରେ ବସ୍ତୁଳି ଉପରେ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ବଳର ବିପରୀତ ଦିଗରେ ସଂପାଦିତ କାର୍ଯ୍ୟ, W = ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ ବାହ୍ୟବଳ (F) x ବସ୍ତୁର ବିସ୍ଥାପନ (h) = mg x h = mgh
(iii) ଏହି କାର୍ଯ୍ୟ ବସ୍ତୁଟିକୁ ଉପରକୁ ଉଠାଇଲାବେଳେ ସଂପାଦିତ ହୋଇଥିବାରୁ ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରୂପେ ଗଚ୍ଛିତ ହୋଇ ରହେ । h ଉଚ୍ଚତାରେ ବସ୍ତୁର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି E_p = mgh
(iv) ଭୂପୃଷ୍ଠ ଉପରେ ବସ୍ତୁର ଅବସ୍ଥାନ ଜନିତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ତାହାର ବସ୍ତୁତ୍ଵ (m), ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ଜନିତ ତ୍ଵରଣ (g) ଏବଂ ଭୂପୃଷ୍ଠରୁ ବସ୍ତୁର ଉଚ୍ଚତା (h) ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ ।

→ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣର ନିୟମ (Law of Conservation of Energy):
ଶକ୍ତିର ସୃଷ୍ଟି ନାହିଁ କିମ୍ବା ବିନାଶ ନାହିଁ । ଏହା କେବଳ ଗୋଟିଏ ରୂପରୁ ଅନ୍ୟ ଏକ ରୂପକୁ ପରିବର୍ଜିତ ହୋଇଥାଏ । ବିଶ୍ଵର ମୋଟ ଶକ୍ତିର ପରିମାଣ ସର୍ବଦା ସ୍ଥିର ଅଟେ । ଏହାହିଁ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣର ନିୟମ ଅଟେ ।

ଉଦାହରଣ:
(i) ମନେକର m ବସ୍ତୁତ୍ଵ ଥ‌ିବା ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁ ଭୂମି ଉପରେ h ଉଚ୍ଚତାରେ ଅଛି । ଏହି ଉଚ୍ଚତାରେ ବସ୍ତୁ ଟି କୁ ଛାଡ଼ିଦେଲେ ତା’ର ମୁକ୍ତ ପତନ (Free fall) ହେବ । ପ୍ରାରମ୍ଭରେ ଛାଡ଼ିବା ପୂର୍ବରୁ ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି = mgh ସ୍ଥିର ଅବସ୍ଥାରେ ବସ୍ତୁର ପରିବେଗ ଶୂନ ହୋଇଥିବାରୁ ଗତିଜ ଶକ୍ତି = 0 ତେଣୁ ପ୍ରାରମ୍ଭରେ ବସ୍ତୁର ମୋଟ ଶକ୍ତି = mgh ।
(ii) ଯେତେବେଳେ ବସ୍ତୁଟି ଉପରୁ ତଳକୁ ପଡ଼ିବା ଆରମ୍ଭ କରେ ସେତେବେଳ ତାହାର ପରିବେଗ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଓ ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ରୂପାନ୍ତରିତ ହୋଇଥାଏ । ଏହା ଫଳରେ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି କମିଯାଏ ଓ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ବଢ଼ିଚାଲେ । ଯଦି ବସ୍ତୁଟିର ପରିବେଗ କୌଣସି ଏକ ସମୟରେ v ହୋଇଥାଏ, ତେବେ ସେହି ସମୟରେ ତାହାର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ମୁଁ mv ହୋଇଥାଏ ।
(iii) ଯେତେବେଳେ ବସ୍ତୁଟି ଠିକ୍ ଭୂମି ଉପରେ ପଡ଼ିବାକୁ ଯାଏ ସେତେବେଳେ ଉଚ୍ଚତା h = 0 ହୁଏ ଏବଂ ପରିବେଗ ସର୍ବାଧ‌ିକ ହୁଏ । ତେଣୁ ଏଠାରେ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ସର୍ବାଧ୍ଯକ ହୁଏ ଏବଂ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଶୂନ ରହିଥାଏ ।
(iv) ବସ୍ତୁଟି ତଳକୁ ଖସୁଥ‌ିବା ସମୟରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ସ୍ଥାନରେ ବସ୍ତୁର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ଓ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ଯୋଗଫଳ ଅର୍ଥାତ ବସ୍ତର ମୋଟ ଶକ୍ତିର ପରିମାଣ ସ୍ଥିର ରହିଥାଏ । ଅର୍ଥାତ୍ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି + ଗତିଜ ଶକ୍ତି = ସ୍ଥିର
⇒ mgh + \(\frac {1}{2}\) mv² = Constant
(v) ମୁକ୍ତଭାବେ ଖସିପଡ଼ୁଥୁବା ବସ୍ତୁଟିର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ତା’ର ପତନ ପଥର କୌଣସି ସ୍ଥାନରେ ହ୍ରାସ ପାଇଲେ ତା’ର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ସମପରିମାଣରେ ବୃଦ୍ଧିପାଏ । ବସ୍ତୁ ମୁକ୍ତଭାବରେ ଖସିପଡ଼ୁଥ‌ିବାବେଳେ ବସ୍ତୁର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ଜନିତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଅବିରତ ଭାବରେ ତା’ର ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ରୂପାନ୍ତରିତ ହୋଇଥାଏ ।

→  କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାର ହାର (Rate of Doing Work) :
(i) ଏକ କାରକ (agent) ଦ୍ଵାରା କାର୍ଯ୍ୟ କେତେ ଶୀଘ୍ର ବା କେତେ ଧୀର ସମ୍ପାଦିତ ହୋଇଥାଏ, ତାହା ସେହି କାରକର କ୍ଷମତାରୁ ଜଣାପଡ଼େ ।
(ii) ଯଦି କୌଣସି କାରକ ଏକ କାର୍ଯ୍ୟ (W)କୁ t ସମୟ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପାଦିତ କରିପାରେ, ତେବେ ତାହାର ପାୱାର,
ଏକକ : ପାୱାରର ଏକକ ହେଉଛି ୱାଟ୍ । ଯଦି ଗୋଟିଏ କାରକ ଏକ ସେକେଣ୍ଡରେ ଏକ ଜୁଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦନ କରିପାରେ, ତେବେ ତାହାର ପାୱାର ଏକ ୱାଟ୍ ବୋଲି କୁହାଯାଏ ।
(iii) କାର୍ଯ୍ୟ ସମ୍ପାଦନ ସମୟରେ ମୋଟ ନିୟୋଜିତ ଶକ୍ତି ବା ମୋଟ ସମ୍ପାଦିତ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ମୋଟ ସମୟର ଅନୁପାତରୁ ହାରାହାରି ପାୱାର (Average Power) ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇଥାଏ ।

→  ଶକ୍ତି ବାଣିଜ୍ୟିକ ଏକକ (Commercial Unit of Energy):
(i) ଅଧ‌ିକ ପରିମାଣର ଶକ୍ତିକୁ ସୁବିଧା ପାଇଁ ଏକ ବୃହତ୍ତର ଏକ କ କିଲୋ। ୱାଟ୍ ଘଣ୍ଟା (kwh) ରେ ପ୍ରକାଶ କରାଯାଏ ।
1 kWh = 1 kw × th
= 1000 W × 3600 s = 1000 J/s × 3600 s = 36,00,000 J
∴ 1 କିଲୋୱାଟ୍ ଘଣ୍ଟା (kwh) = 3.6 × 10⁶ ଜୁଲ୍
(ii) ଘରେ ଏବଂ କଳକାରଖାନାମାନଙ୍କରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଥ‌ିବା ବିଜୁଳି ଶକ୍ତିର ପରିମାଣକୁ ସାଧାରଣତଃ କିଲୋଓ୍ୱାନ୍ସରେ ପ୍ରକାଶ କରାଯାଇଥାଏ ।
(iii) ଘରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଶକ୍ତିର ମାସିକ ପରିମାଣକୁ ଯେଉଁ ୟୁନିଟ୍ (Unit) ବା ଏକକରେ ପ୍ରକାଶ କରାଯାଇଥାଏ, ତାହା ହେଉଛି ଏକ କିଲୋୱାଟ-ଘଣ୍ଟା (kwh) ଏକକ । 1 unit = 1 kwh