ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਿਧਾਂਤ
ਵਰਕ-ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਮੇਯ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸ਼ੁੱਧ ਕਾਰਜ ਜਾਂ ਸ਼ੁੱਧ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ।
W ਨੈੱਟ = TO t – TO o = 1⁄2 ਮੀਟਰ (v t 2 – v o 2 )
W net = ਦੋ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਤਾਕਤਾਂ ਹਨ, ਅਰਥਾਤ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ, ਅਤੇ ਗੈਰ-ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, network ਨੂੰ ਇੱਕ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ ਅਤੇ ਇੱਕ ਗੈਰ-ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਮੰਨਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
W c + W nc = ΔKE
ਇੱਕ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ:
ਡਬਲਯੂ ਸੀ = -Δਪੀਈ
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
ਉਪਰੋਕਤ ਸਮੀਕਰਨ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਗੈਰ-ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਵਸਤੂ ਦੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ = ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ + ਗਤੀ ਊਰਜਾ। ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਗੁਰੂਤਾ ਸੰਭਾਵਿਤ ਊਰਜਾ ਜਾਂ ਲਚਕੀਲਾ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਰੂਪ ਲੈ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ: ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਮੇਯ
ਇੱਕ 2 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਦਾ ਡੱਬਾ ਸ਼ੁਰੂ ਵਿੱਚ 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ ਦੀ ਰਫ਼ਤਾਰ ਨਾਲ ਚਲਦਾ ਹੈ। ਥੋੜ੍ਹੀ ਦੇਰ ਬਾਅਦ, ਡੱਬਾ ਰੁਕ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਡੱਬੇ ਅਤੇ ਫਰਸ਼ ਵਿਚਕਾਰ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਰਗੜ ਦਾ ਗੁਣਾਂਕ 0.2 ਹੈ। ਗੁਰੂਤਾ ਪ੍ਰਵੇਗ 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2 ਹੈ । ਡੱਬੇ ਦਾ ਵਿਸਥਾਪਨ ਕਿੰਨਾ ਹੈ?
ਚਰਚਾ:
ਪਛਾਣਿਆ ਗਿਆ: m = 2 kg, v o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 ਨਿਊਟਨ,
ਪੁੱਛਿਆ ਗਿਆ: ਡੱਬੇ ਦੇ ਵਿਸਥਾਪਨ (ਆਂ) ਦੀ ਮਾਤਰਾ
ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਮੇਯ:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
ਉਚਾਈ (h) ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ ਜਾਂ ਉਚਾਈ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਬਦਲਾਅ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਇਸ ਲਈ ਗੁਰੂਤਾ ਸੰਭਾਵਤ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਬਦਲਾਅ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ।
Wnc = ΔKE
ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਰਗੜ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਇਹ ਹੈ:
W nc = – f k s = μ k N -s = μ k w -s = μ k mg -s
W nc = – (0.2)(2)(10)(s) = – (4)(s)
ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਘ੍ਰਿਣਾ ਬਲ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ (ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਘ੍ਰਿਣਾ ਬਲ ਵਸਤੂ ਦੇ ਵਿਸਥਾਪਨ ਤੋਂ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ)
ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ:
ΔKE = 1⁄2 ਮੀਟਰ (v t 2 – v o 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
ਵਸਤੂ ਦਾ ਵਿਸਥਾਪਨ:
W nc = ΔKE
– (4)(s) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 ਮੀਟਰ
ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਿਧਾਂਤ ਬਾਰੇ 20 ਸੰਕਲਪਿਕ ਸਵਾਲ ਅਤੇ ਜਵਾਬ:
1. ਸਵਾਲ: ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਿਧਾਂਤ ਕੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਿਧਾਂਤ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਉਸਦੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
2. ਸਵਾਲ: ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਕੰਮ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਲਗਾਏ ਗਏ ਬਲ ਦੇ ਗੁਣਨਫਲ ਅਤੇ ਉਸ ਬਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਉਸ ਦੁਆਰਾ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਦੂਰੀ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
3. ਸਵਾਲ: ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਕੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
4. ਸਵਾਲ: ਗੈਰ-ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਤਾਕਤਾਂ ਦੀ ਅਣਹੋਂਦ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਬੰਦ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਕੁੱਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਬਾਰੇ ਕੀ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਕੁੱਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।
5. ਪ੍ਰਸ਼ਨ: ਇੱਕ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਦਿਓ। ਉੱਤਰ: ਗੁਰੂਤਾ ਬਲ ਇੱਕ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਹੈ।
6. ਸਵਾਲ: ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਕਿਵੇਂ ਵੱਖਰੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਊਰਜਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਜ਼ਮੀਨ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਦੀ ਉਚਾਈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਗਤੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
7. ਸਵਾਲ: ਇੱਕ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਇੱਕ ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
9. ਪ੍ਰਸ਼ਨ: ਕਾਰਜ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਿਧਾਂਤ ਇੱਕ ਮੁਕਤ-ਡਿੱਗਣ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਵਿੱਚ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਦੇ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਪਰਿਵਰਤਨ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਕਿਵੇਂ ਕਰਦਾ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਕੋਈ ਵਸਤੂ ਡਿੱਗਦੀ ਹੈ, ਉਸਦੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਘਟਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਉਸਦੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਬਰਾਬਰ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਕੁੱਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।
10. ਸਵਾਲ: ਜਦੋਂ ਕਿਸੇ ਸਿਸਟਮ 'ਤੇ ਗੈਰ-ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਰਗੜ, ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਉਸ ਦੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਦਾ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਗੈਰ-ਰੂੜੀਵਾਦੀ ਬਲ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਅਕਸਰ ਗਰਮੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ।
11. ਸਵਾਲ: ਕੀ ਕਿਸੇ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਧ ਸਕਦੀ ਹੈ? ਜਵਾਬ: ਹਾਂ, ਜਦੋਂ ਸਿਸਟਮ 'ਤੇ ਬਾਹਰੀ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
12. ਸਵਾਲ: ਕੰਮ ਦੀ ਧਾਰਨਾ ਊਰਜਾ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਕੰਮ ਉਹ ਸਾਧਨ ਹੈ ਜਿਸ ਦੁਆਰਾ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਇੱਕ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਜਾਂ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
13. ਸਵਾਲ: ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਵਸਤੂ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਵੇਗ ਨਾਲ ਗਤੀ ਕਰ ਰਹੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਉਸ ਉੱਤੇ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੁੱਲ ਕੰਮ ਬਾਰੇ ਕੀ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਇਸ ਉੱਤੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੁੱਲ ਕੰਮ ਜ਼ੀਰੋ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਕੋਈ ਪ੍ਰਵੇਗ ਨਹੀਂ ਹੋ ਰਿਹਾ ਹੈ।
15. ਸਵਾਲ: ਇੱਕ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸਪਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਕਿਉਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਸਪਰਿੰਗ ਨੂੰ ਸੰਕੁਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਵਜੋਂ ਸਟੋਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਊਰਜਾ ਉਦੋਂ ਛੱਡੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਸਪਰਿੰਗ ਨੂੰ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
16. ਸਵਾਲ: ਕਾਰਜ-ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਮੇਯ ਕੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਕਾਰਜ-ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਮੇਯ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਉਸਦੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
17. ਸਵਾਲ: ਪਾਵਰ ਦਾ ਕੰਮ ਨਾਲ ਕੀ ਸੰਬੰਧ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਪਾਵਰ ਉਹ ਦਰ ਹੈ ਜਿਸ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਊਰਜਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਗਣਨਾ ਵਜੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ , ਜਿੱਥੇ ਕੰਮ ਹੈ ਅਤੇ ਸਮਾਂ ਹੈ।
18. ਸਵਾਲ: ਕੀ ਕੰਮ ਦਾ ਕੋਈ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਮੁੱਲ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਹਾਂ, ਕੰਮ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਬਲ ਅਤੇ ਗਤੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਉਲਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
19. ਸਵਾਲ: ਜੇਕਰ ਬਲ ਅਤੇ ਗਤੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿਚਕਾਰ ਕੋਣ 90 ਡਿਗਰੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਕੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਜ਼ੀਰੋ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਬਲ ਦਾ ਗਤੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਹਿੱਸਾ ਨਹੀਂ ਹੈ।
20. ਸਵਾਲ: ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਮਸ਼ੀਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਲੀਵਰ, ਕੰਮ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਆਸਾਨ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ? ਉੱਤਰ: ਇੱਕ ਲੀਵਰ ਕੁੱਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ ਨੂੰ ਨਹੀਂ ਬਦਲਦਾ ਪਰ ਬਲ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਦੇ ਤਰੀਕੇ ਨੂੰ ਬਦਲਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਕੰਮ ਵਧੇਰੇ ਪ੍ਰਬੰਧਨਯੋਗ ਜਾਂ ਕੁਸ਼ਲ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਕੰਮ ਦੀ ਧਾਰਨਾ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਸਿਧਾਂਤ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਬੁਨਿਆਦੀ ਹਨ ਅਤੇ ਇਹ ਇਸ ਗੱਲ ਦੀ ਬੁਨਿਆਦੀ ਸਮਝ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਕਿਵੇਂ ਤਬਦੀਲ ਅਤੇ ਬਦਲੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
