बल, कार्य, ऊर्जा और शक्ति क्या हैं?

What are force, work, energy and power?

बल, कार्य, ऊर्जा और शक्ति क्या हैं?

यह सामान्य अनुभव की बात है कि जमीन पर पडी हुई गेंद को जब हम फेंकते हैं, तब वह गतिशील हो जाती है। इसी प्रकार लुढ़कती गेंद के सामने हाथ रखने से वह रुक जाती है। ऐसा क्यों होता है ?

बल (Force)

इन दोनों ही क्रियाओं में हम गेंद पर एक बल (Force) लगाते हैं । बल एक ऐसी भौतिक राशि है, जो किसी वस्तु पर लगाने पर उसे विस्थापित (Displace) करने का प्रयास करती है या उसे विस्थापित कर देती है। यह भौतिक राशि द्रव्यमान (Mass) तथा त्वरण (Acceleration) के गुणनफल के बराबर होती है। इस राशि को न्यूटन (Newton) या डाइन (Dyne) इकाई में मापते हैं। किसी भी वस्तु को गतिशील करने के लिए बल की आवश्यकता होती है। इस बल को किसी विशेष दिशा में लगाना होता है।

कार्य (Work) 

जब किसी वस्तु पर बल (force) लगाया जाता है, तब उस वस्तु के विस्थापित होने पर कहा जाता है कि बल द्वारा कार्य (Work) किया जा रहा है। किसी वस्तु पर किए गए कार्य की मात्रा, उस वस्तु पर लगाए गए बल और वस्तु में हुए विस्थापन के गुणनफल के बराबर होती है। बल (force) द्वारा किए गए कार्य को जूल (Joule) इकाई में मापते हैं।

ऊर्जा (energy)

किसी वस्तु में कार्य करने की क्षमता को ऊर्जा (energy) कहते हैं। संसार की सभी वस्तुओं में कुछ ऊर्जा होती है, जिससे वे कछ न कुछ काम कर सकती हैं। ऊर्जा (energy) के कई रूप होते हैं जैसे- यांत्रिक ऊर्जा, ऊष्मा ऊर्जा, प्रकाश ऊर्जा, विद्युत ऊर्जा, चुंबकीय ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा, नाभिकीय ऊर्जा आदि।

यांत्रिक ऊर्जा दो प्रकार की होती है- 

पहली प्रकार की ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा (Potential) तथा दूसरे प्रकार की ऊर्जा को गतिज ऊर्जा (Kinetic) कहते हैं। स्थितिज ऊर्जा वस्तु की स्थिरता में होती है, जबकि गतिज ऊर्जा वस्तु की गति में होती है। किसी भी प्रकार की ऊर्जा को दूसरे प्रकार की ऊर्जा में बदला जा सकता है। घड़ी में चाबी देना, उसमें स्थितिज ऊर्जा भरना है। यही ऊर्जा घड़ी के चलने पर गतिज ऊर्जा में बदलती रहती है।

शक्ति (Power)

कुछ लोग ऊर्जा (Energy) और शक्ति (Power) को एक ही चीज समझते हैं, लेकिन ये दोनों राशियां एक नहीं हैं। किसी वस्तु की समस्त ऊर्जा उसके द्वारा किए गए कार्य की क्षमता के बराबर होती है, जबकि वस्तु की शक्ति (Power) इकाई समय में किए गए कार्य के बराबर होती है। दूसरे शब्दों में कार्य करने की दर को हम शक्ति (Power) कहते हैं। शक्ति को वॉट में मापते हैं। शक्ति को हॉर्सपॉवर में भी मापते हैं।

एक हॉर्स पॉवर 745.7 वाट के बराबर होती है। वाट (Watt) शब्द 'इंटरनेशनल सिस्टम्स ऑफ यूनिट्स' से लिया गया है। इसका नाम ब्रिटेन के प्रसिद्ध आविष्कारक जेम्स वाट के नाम पर रखा गया है। इस प्रकार हम देखते हैं कि ये चारों भौतिक राशियां एक दूसरे से किसी न किसी - प्रकार संबंधित हैं।