মহাকাশে শরীরের যেকোন নড়াচড়া, যা তার মোট শক্তির পরিবর্তন ঘটায়, তা কাজের সাথে জড়িত। এই নিবন্ধে, আমরা বিবেচনা করব এই পরিমাণটি কী, যান্ত্রিক কাজ কী পরিমাপ করা হয় এবং কীভাবে এটি চিহ্নিত করা হয় এবং আমরা এই বিষয়ে একটি আকর্ষণীয় সমস্যাও সমাধান করব।
দৈহিক পরিমাণ হিসেবে কাজ করুন
যান্ত্রিক কাজ কী পরিমাপ করা হয় এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার আগে, আসুন এই মানটির সাথে পরিচিত হই। সংজ্ঞা অনুসারে, কাজ হল শক্তির স্কেলার পণ্য এবং শরীরের স্থানচ্যুতি ভেক্টর যা এই বলটি ঘটায়। গাণিতিকভাবে, আমরা নিম্নলিখিত সমতা লিখতে পারি:
A=(F¯S¯)।
বৃত্তাকার বন্ধনী বিন্দু পণ্য নির্দেশ করে। এর বৈশিষ্ট্যগুলি দেওয়া, স্পষ্টভাবে এই সূত্রটি নিম্নরূপ পুনরায় লেখা হবে:
A=FScos(α).
যেখানে α বল এবং স্থানচ্যুতি ভেক্টরের মধ্যে কোণ।
লিখিত অভিব্যক্তি থেকে এটি অনুসরণ করে যে কাজটি নিউটন প্রতি মিটারে (Nm) পরিমাপ করা হয়। জানা যায়,এই পরিমাণকে জুল (J) বলা হয়। অর্থাৎ, পদার্থবিদ্যায়, যান্ত্রিক কাজ পরিমাপ করা হয় কাজের জুলের এককে। এক জুল এমন কাজের সাথে মিলে যায়, যেখানে একটি নিউটনের শক্তি, শরীরের গতিবিধির সমান্তরালভাবে কাজ করে, মহাকাশে এর অবস্থান এক মিটার পরিবর্তন করে।
পদার্থবিদ্যায় যান্ত্রিক কাজের উপাধি হিসাবে, এটি লক্ষ করা উচিত যে A অক্ষরটি প্রায়শই এর জন্য ব্যবহৃত হয় (জার্মান আর্ডেইট - শ্রম, কাজ থেকে)। ইংরেজি ভাষার সাহিত্যে, আপনি ল্যাটিন অক্ষর W দিয়ে এই মানের উপাধি খুঁজে পেতে পারেন। রাশিয়ান ভাষার সাহিত্যে, এই চিঠিটি ক্ষমতার জন্য সংরক্ষিত।
কাজ এবং শক্তি
যান্ত্রিক কাজ কীভাবে পরিমাপ করা হয় সেই প্রশ্নটি নির্ধারণ করে, আমরা দেখেছি যে এর এককগুলি শক্তির সাথে মিলে যায়। এই কাকতালীয় ঘটনা আকস্মিক নয়। আসল বিষয়টি হ'ল বিবেচিত শারীরিক পরিমাণ প্রকৃতিতে শক্তির প্রকাশের অন্যতম উপায়। বলক্ষেত্রে বা তাদের অনুপস্থিতিতে দেহের যেকোন নড়াচড়ার জন্য শক্তি খরচ প্রয়োজন। পরবর্তীগুলি শরীরের গতি এবং সম্ভাব্য শক্তি পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয়। এই পরিবর্তনের প্রক্রিয়াটি কাজ করা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়৷
শক্তি দেহের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য। এটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে সংরক্ষণ করা হয়, এটি যান্ত্রিক, রাসায়নিক, তাপীয়, বৈদ্যুতিক এবং অন্যান্য ফর্মগুলিতে রূপান্তরিত হতে পারে। কাজ শক্তি প্রক্রিয়ার একটি যান্ত্রিক প্রকাশ মাত্র।
গ্যাসে কাজ করা
কাজ করার জন্য উপরে লেখা অভিব্যক্তিমৌলিক। যাইহোক, এই সূত্রটি পদার্থবিজ্ঞানের বিভিন্ন ক্ষেত্র থেকে ব্যবহারিক সমস্যা সমাধানের জন্য উপযুক্ত নাও হতে পারে, তাই এটি থেকে উদ্ভূত অন্যান্য অভিব্যক্তি ব্যবহার করা হয়। এরকম একটি কেস হল গ্যাসের কাজ। নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে এটি গণনা করা সুবিধাজনক:
A=∫V(PdV)।
এখানে P হল গ্যাসের চাপ, V হল এর আয়তন। যান্ত্রিক কাজ কি পরিমাপ করা হয় তা জেনে, অবিচ্ছেদ্য অভিব্যক্তির বৈধতা প্রমাণ করা সহজ, প্রকৃতপক্ষে:
Pam3=N/m2m3=N m=J.
সাধারণ ক্ষেত্রে, চাপ হল আয়তনের একটি ফাংশন, তাই ইন্টিগ্র্যান্ড একটি নির্বিচারে রূপ নিতে পারে। একটি আইসোবারিক প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে, একটি ধ্রুবক চাপে গ্যাসের প্রসারণ বা সংকোচন ঘটে। এই ক্ষেত্রে, গ্যাসের কাজ P মানের সরল গুণফল এবং এর আয়তনের পরিবর্তনের সমান।
অক্ষের চারপাশে শরীর ঘোরানোর সময় কাজ করুন
ঘূর্ণনের গতি প্রকৃতি এবং প্রযুক্তিতে ব্যাপক। এটি মুহূর্তের ধারণা (বল, ভরবেগ এবং জড়তা) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। বাহ্যিক শক্তির কাজ নির্ধারণ করতে যা একটি শরীর বা সিস্টেমকে একটি নির্দিষ্ট অক্ষের চারপাশে ঘুরিয়ে দেয়, আপনাকে প্রথমে শক্তির মুহূর্ত গণনা করতে হবে। এটি এভাবে গণনা করা হয়:
M=Fd.
যেখানে d বল ভেক্টর থেকে ঘূর্ণনের অক্ষের দূরত্ব, তাকে শোল্ডার বলে। ঘূর্ণন সঁচারক বল M, যা কিছু অক্ষের চারপাশে θ কোণের মাধ্যমে সিস্টেমের ঘূর্ণনের দিকে পরিচালিত করে, নিম্নলিখিত কাজ করে:
A=Mθ.
এখানে এমNm এ প্রকাশ করা হয় এবং কোণ θ রেডিয়ানে।
যান্ত্রিক কাজের জন্য পদার্থবিদ্যার কাজ
যেমন নিবন্ধে বলা হয়েছে, কাজটি সর্বদা এই বা সেই শক্তি দ্বারা করা হয়। নিম্নলিখিত আকর্ষণীয় সমস্যা বিবেচনা করুন।
শরীরটি এমন একটি সমতলে রয়েছে যা 25o কোণে দিগন্তের দিকে ঝুঁকে আছে। নিচে স্লাইডিং, শরীর কিছু গতিশক্তি অর্জন. এই শক্তি গণনা করা প্রয়োজন, সেইসাথে মহাকর্ষের কাজ। একটি শরীরের ভর 1 কেজি, সমতল বরাবর এটি দ্বারা ভ্রমণের পথ 2 মিটার। স্লাইডিং ঘর্ষণ প্রতিরোধকে অবহেলা করা যেতে পারে।
এটা উপরে দেখানো হয়েছে যে বাস্তুচ্যুতি বরাবর নির্দেশিত শক্তির অংশই কাজ করে। এটা দেখানো সহজ যে এই ক্ষেত্রে মাধ্যাকর্ষণ শক্তির নিম্নলিখিত অংশ স্থানচ্যুতির সাথে কাজ করবে:
F=mgsin(α)।
এখানে α হল সমতলের প্রবণতার কোণ। তারপর কাজ এইভাবে গণনা করা হয়:
A=mgsin(α)S=19.810.42262=8.29 J.
অর্থাৎ মাধ্যাকর্ষণ ইতিবাচক কাজ করে।
এবার অবতরণের শেষে শরীরের গতিশক্তি নির্ধারণ করা যাক। এটি করার জন্য, দ্বিতীয় নিউটনিয়ান সূত্রটি মনে রাখবেন এবং ত্বরণ গণনা করুন:
a=F/m=gsin(α)।
যেহেতু শরীরের স্লাইডিং সমানভাবে ত্বরান্বিত হয়, তাই আন্দোলনের সময় নির্ধারণ করতে আমাদের কাছে সংশ্লিষ্ট কাইনেমেটিক সূত্র ব্যবহার করার অধিকার রয়েছে:
S=at2/2=>
t=√(2S/a)=√(2S/(gsin(α))).
অন্তরের শেষে শরীরের গতি নিম্নরূপ গণনা করা হয়:
v=at=gsin(α)√(2S/(gsin(α)))=√(2Sgsin(α)).
অনুবাদমূলক গতির গতিশক্তি নিম্নলিখিত অভিব্যক্তি ব্যবহার করে নির্ধারিত হয়:
E=mv2/2=m2Sgsin(α)/2=mSgsin(α)।
আমরা একটি আকর্ষণীয় ফলাফল পেয়েছি: এটি দেখা যাচ্ছে যে গতিশক্তির সূত্রটি মহাকর্ষের কাজের অভিব্যক্তির সাথে হুবহু মিলে যায়, যা আগে পাওয়া গিয়েছিল। এটি ইঙ্গিত দেয় যে F বলটির সমস্ত যান্ত্রিক কাজ স্লাইডিং বডির গতিশক্তি বৃদ্ধির লক্ষ্যে। প্রকৃতপক্ষে, ঘর্ষণ শক্তির কারণে, কাজ A সর্বদা শক্তি E এর চেয়ে বেশি হতে দেখা যায়।
