GSEB Class 9 Science Notes Chapter 11 કાર્ય અને ઊર્જા

This GSEB Class 9 Science Notes Chapter 11 કાર્ય અને ઊર્જા covers all the important topics and concepts as mentioned in the chapter.

કાર્ય અને ઊર્જા Class 9 GSEB Notes

→ કાર્ય work): સામાન્ય રીતે પદાર્થ પર બળ લાગતાં પદાર્થનું સ્થાનાંતર બળની દિશામાં થતું હોય, તો પદાર્થ પર કાર્ય થયું કહેવાય.

• કાર્ય = બળ × બળની દિશામાં સ્થાનાંતર
  બળનો SI એકમ ન્યૂટન (N) અને સ્થાનાંતરનો SI એકમ મીટર (m) છે. તે પરથી કાર્યનો SI એકમ ન્યૂટન મીટર (Nm) છે.
  કાર્યના SI એકમ (N m)ને ભોતિક વૈજ્ઞાનિક જૂલની યાદમાં જૂલ (J) કહે છે.
  તેથી 10 = 1Nm
• કાર્ય અદિશ રાશિ છે.
  જો પદાર્થ પર લાગતાં બળ અને તેના સ્થાનાંતર વચ્ચેનો ખૂણો 9 હોય (જ્યાં θ ≠ 0°, 90°, 180°), તો પદાર્થ પર થયેલું કાર્ય W = F₁ ; જ્યાં, F₁ = અસરકારક બળ
• જો θ = 0° કે θ < 90° હોય, તો કાર્ય % ધન મળે છે.
• પદાર્થ પર બળ લાગતાં પદાર્થનું સ્થાનાંતર બળની વિરુદ્ધ દિશામાં થતું હોય (θ = 180°), તો થયેલું કાર્ય ઋણ ગણાય.
• (ગતિમાન) પદાર્થ પર લાગતું બળ, પદાર્થના વેગની લંબ દિશામાં હોય (એટલે કે θ = 90° હોય), ત્યારે થયેલું કાર્ય
  W = 0 (શૂન્ય).

→ ઊર્જા (Energy) : પદાર્થની કાર્ય કરવાની ક્ષમતાને તે પદાર્થની ઊર્જા કહે છે.

• યંત્રશાસ્ત્રમાં ઊર્જાનાં બે સ્વરૂપો ગતિ-ઊર્જા અને સ્થિતિ-ઊર્જા.
• ગતિ-ઊર્જા (Kinetic Energy) : પદાર્થ પોતાની ગતિને કારણે કાર્ય કરવાની જે ક્ષમતા ધરાવે છે એટલે કે ઊર્જા ધરાવે છે, તેને પદાર્થની ગતિ-ઊર્જા (E_k) કહે છે. E = \(\frac{1}{2}\)mv²
• સ્થિતિ-ઊર્જા (Potential Energy) : પદાર્થની સંરચના અને / અથવા સ્થાનને કારણે, પદાર્થ કાર્ય કરવાની જે ક્ષમતા (ઊર્જા) ધરાવે છે, તેને પદાર્થની સ્થિતિ-ઊર્જા (E ) કહે છે.

(1) ગુરુત્વીય ક્ષેત્રમાં પદાર્થના સ્થાનને લીધે સ્થિતિ-ઊર્જા
= ગુરુત્વીય સ્થિતિ-ઊર્જા ગુરુત્વીય સ્થિતિ-ઊર્જા E_p) = mgh જ્યાં, h = સંદર્ભ સપાટીથી ઊંચાઈ

(2) પદાર્થની સંરચનાને લીધે સ્થિતિ-ઊર્જા = સ્થિતિસ્થાપકીય સ્થિતિ-ઊર્જા

• યાંત્રિક ઊર્જા (Mechanical energy): પદાર્થની ગતિ-ઊર્જા E_k અને સ્થિતિ-ઊર્જા E ના સરવાળાને પદાર્થની યાંત્રિક ઊર્જા E કહે છે.
  E = E_p + E_k
• યાંત્રિક ઊર્જા-સંરક્ષણનો નિયમ: E = E_k + E_p = અચળ .
  અથવા ΔE = ΔE_k + ΔE_p= 0

→ પાવર (Power): એકમ સમયમાં થતા કાર્યને અથવા કાર્ય કરવાના સમયદરને પાવર (P) કહે છે.
P = \(\frac{W}{t}=\frac{m g h}{t}\) = mgu

• પાવરનો SI પદ્ધતિમાં એકમ જૂલસેકન્ડ (J/s) છે. તેને વૉટ (W) પણ કહે છે. પાવરનો બ્રિટિશ માપન પદ્ધતિનો એકમ હૉર્સપાવર (hp) છે.
  hp ≈ 746 W
• વિદ્યુત-ઊર્જાને કિલોવૉટ-અવરના એકમમાં મપાય છે. તેને યુનિટ કહે છે.
  1 unit = 1 kWh = 36 × 10⁵J
  અિથવા 1 unit = 3.6 × 10⁶ J

→ ઊર્જા સંરક્ષણનો નિયમ (Law or conservation of Energy) ΔE_k + ΔE_p + Q + Δ (ઊર્જાનાં બીજાં સ્વરૂપો) = 0
ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકાતી નથી કે ઊર્જાનો નાશ થતો નથી. એટલે કે બ્રહ્માંડમાંની ઊર્જાનો કુલ જથ્થો અચળ જળવાઈ રહે છે. અથવા “સમગ્ર બ્રહ્માંડની કુલ ઊર્જા અચળ રહે છે.”