কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি প্রশ্নব্যাংক ও সমাধান

শক্তি:
- পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায়, কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে।
- একটি বস্তু তার সামর্থ্য অনুযায়ী সর্বমোট যতটুকু কাজ করতে পারে, তা দিয়েই সেই বস্তুর শক্তির পরিমাপ করা হয়। শক্তির পরিমাপ এবং কাজের একক একই—জুল (J)।

অন্যদিকে,
- যা স্থির বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় বা গতিশীল বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায় তাকে বল বলে।
- কোন বস্তুর উপর বল প্রয়োগে যদি বস্তুটির সরণ ঘটে, তাহলে বল এবং বলের দিকে বলের প্রয়োগ বিন্দুর সরণের উপাংশের গুণফলকে কাজ বলে।
- একক সময়ে ব্যক্তি বা উৎসটি দ্বারা সম্পাদিত কাজের পরিমাণই হচ্ছে ক্ষমতা।

উৎস: পদার্থ বিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।

- উড়োজাহাজের গতি নির্ণায়ক যন্ত্র- ট্যাকোমিটার।

অন্যদিকে,
উদ্ভিদের বৃদ্ধি নির্নায়ক যন্ত্র - ক্রেসকোগ্রাফ।
গাড়ির অতিক্রান্ত দূরত্ব মাপার যন্ত্র - ওডোমিটার।
সমুদ্রের দ্রাঘিমা বা সূক্ষ্মভাবে সময় পরিমাপক যন্ত্র - ক্রোনোমিটার।

উৎস: এনসাইক্লোপিডিয়া ব্রিটানিকা।

কাজের একক = বল x সরণ এর একক।
যদি বল F = 1 N, সরণ S = 1 m এবং θ= 0° হয়, তাহলে W = 1J হবে।
1J = 1N m
কোনাে বস্তুর উপর এক নিউটন (N) বল প্রয়ােগের ফলে যদি বলের দিকে বলের প্রয়ােগ বিন্দুর এক মিটার (m) সরণ হয় তবে সম্পন্ন কাজের পরিমাণকে এক জুল (J) বলে।
উৎসঃ পদার্থ বিজ্ঞান, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি।

নিকোলাস অটো প্রথম পেট্রোল ইঞ্জিন তৈরী করেন।
জেমস ওয়াট বাষ্পচালিত ইঞ্জিনের আবিষ্কার করেন।
তাপ গতিবিদ্যার জনক লর্ড কেলভিন। তিনি 1850 সালে তাপ গতিবিজ্ঞানের (থার্মোডিনামিক্সের) দুটি গুরুত্বপূর্ণ সূত্র দিয়েছিলেন।
তাপশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করার জন্য 'সাদী কার্নো' সকল দোষ-ত্রুটি মুক্ত যে আদর্শ যন্ত্রের পরিকল্পনা করেন তাকে কার্নো ইঞ্জিন বলে।
কার্নো ইঞ্জিন একটি আদর্শ ইঞ্জিনের ধারণামাত্র, বাস্তবে এর রূপান্তর সম্ভব হয়নি।
উৎসঃ পদার্থ বিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি এবং পদার্থ বিজ্ঞান (দ্বিতীয় পত্র) একাদশ - দ্বাদশ শ্রেণি।

- ভূমি স্পর্শকরণ: বল বা ঢিল যখন ছোঁড়া হয়, তখন তা কোনো আকর্ষণীয় শক্তির (যেমন পৃথিবীর মহাকর্ষ) প্রভাবে নিচের দিকে টেনে নিয়ে যায়।

- আলতোভাবে ছোঁড়া: যদি ঢিলটি খুব ধীরগতিতে বা ‘আলতোভাবে’ ছোঁড়া হয়, অর্থাৎ মূলত গতি ছোট এবং প্রাথমিক দিকটি নিচের দিকে প্রায় উল্লম্ব, তাহলে ঢিলটি প্রায় সরাসরি নিচে পড়ে।

- পথের ধরন: সাধারণ পদার্থবিজ্ঞানে দেখা যায়, যখন কোনো বস্তু অনুভূমিক এবং উল্লম্ব কম্পোনেন্ট দিয়ে ছোঁড়া হয়, তখন তার পথ হয় পরাবৃত্তাকার (parabolic)।
সুতরাং সঠিক উত্তর হলো: ঘ) পরাবৃত্তাকার। 

সূত্র: উচ্চ মাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান, শাহজাহান তপন স্যার।

ব্যাটারিতে রাসায়নিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। বৈদ্যুতিক মটরে বিদ্যুৎ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
বৈদ্যুতিক পাখার ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
উৎসঃ পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
তাপ ইঞ্জিন তাপশক্তিকে যান্ত্রিকশক্তিতে রূপান্তরিত করে।
উৎসঃ নবম-দশম শ্রেণীর পদার্থ বিজ্ঞান বই (২০১৪ সংস্করণ)।

কাজের একক = বল x সরণ এর একক।
যদি বল F = 1 N, সরণ S = 1 m এবং θ= 0° হয়, তাহলে W = 1J হবে।
1J = 1N m
কোনাে বস্তুর উপর এক নিউটন (N) বল প্রয়ােগের ফলে যদি বলের দিকে বলের প্রয়ােগ বিন্দুর এক মিটার (m) সরণ হয় তবে সম্পন্ন কাজের পরিমাণকে এক জুল (J) বলে।
উৎসঃ পদার্থ বিজ্ঞান, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি।

ক্ষমতা পরিমাপের একক- হর্স পাওয়ার।
১ হর্সপাওয়ার/অশ্বশক্তি = ৭৪৬ ওয়াট।
এসআই একক পদ্ধতিতে ক্ষমতার একক- ওয়াট।
জেমস ওয়াট নিজে ক্ষমতার একক ''অশ্বশক্তি'' স্থির করেছিলেন।
এছাড়াও,
শক্তি পরিমাপের একক- জুল।
কাজ পরিমাপের একক- জুল।
চাপ পরিমাপের একক- প্যাসকেল।

এক ওয়াট ক্ষমতাসম্পন্ন কোনাে তড়িৎ যন্ত্রে মধ্যে দিয়ে এক ঘণ্টা ধরে তড়িৎ প্রবাহিত হলে যে পরিমাণ তড়িৎ শক্তি অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয় (যেমন বাতি জ্বললে আলােক শক্তি বা পাখা ঘুরালে যান্ত্রিক শক্তি পাওয়া যায়) সেটি হচ্ছে এক ওয়াট-ঘণ্টা।
১ ওয়াট-ঘণ্টা = ১ ওয়াট x ১ ঘণ্টা
অনেক সময় ওয়াট ঘণ্টার পরিবর্তে কিলােওয়াট ঘণ্টাও ব্যবহার করা হয়।

এক কিলােওয়াট ঘণ্টা কতটুকু শক্তি সেটাও বের করা যায়।
১ কিলােওয়াট-ঘণ্টা = ১০০০ ওয়াট x ৩৬০০ সেকেন্ড
= ৩,৬০,০০০০ ওয়াট-সেকেন্ড
= ৩,৬০,০০০০ জুল
অর্থাৎ শক্তির এককে এটি ৩.৬ মেগা জুল।

অর্থাৎ,
১০০o ওয়াট-এর একটি বৈদ্যুতিক বাল্ব ১ ঘন্টা চললে শক্তি ব্যয় হয় = ৩,৬০,০০০০ জুল
তাহলে, ১০০ ওয়াট-এর একটি বৈদ্যুতিক বাল্ব ১ ঘন্টা চললে শক্তি ব্যয় হয় = ৩,৬০,০০০ জুল

আন্তর্জাতিকভাবে, তড়িৎ সরবরাহকে কিলােওয়াট-ঘণ্টা এককে পরিমাপ করা হয়। এই একককে বাের্ড অব ট্রেড (BOT) ইউনিট বা সংক্ষেপে ইউনিট বলে। আমরা যে বিদ্যুৎ বিল পরিশােধ করি তা এই এককেই হিসাব করা হয়।
রেফারেন্সঃ ৯ম- ১০ম শ্রেণির বিজ্ঞান

বৈদ্যুতিক ঘন্টায় বিদ্যুৎ শক্তি শব্দ শক্তিতে রূপান্তর হয়।
ব্যাটারিতে রাসায়নিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
বৈদ্যুতিক মটরে বিদ্যুৎ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
বৈদ্যুতিক পাখার ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
উৎসঃ পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
তাপ ইঞ্জিন তাপশক্তিকে যান্ত্রিকশক্তিতে রূপান্তরিত করে।
উৎসঃ নবম-দশম শ্রেণীর পদার্থ বিজ্ঞান বই (২০১৪ সংস্করণ)।

কোনো ব্যাখ্যা যোগ করা হয়নি।

- Horsepower, the common unit of power; i.e., the rate at which work is done.
In the British Imperial System, one horsepower equals 33,000 foot-pounds of work per minute—that is, the power necessary to lift a total mass of 33,000 pounds one foot in one minute. This value was adopted by the Scottish engineer James Watt in the late 18th century.
- The electrical equivalent of one horsepower is 746 watts in the International System of Units (SI).
Source: Britannica

এক ওয়াট ক্ষমতাসম্পন্ন কোনাে তড়িৎ যন্ত্রে মধ্যে দিয়ে এক ঘণ্টা ধরে তড়িৎ প্রবাহিত হলে যে পরিমাণ তড়িৎ শক্তি অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয় (যেমন বাতি জ্বললে আলােক শক্তি বা পাখা ঘুরালে যান্ত্রিক শক্তি পাওয়া যায়) সেটি হচ্ছে এক ওয়াট-ঘণ্টা।
১ ওয়াট-ঘণ্টা = ১ ওয়াট x ১ ঘণ্টা
অনেক সময় ওয়াট ঘণ্টার পরিবর্তে কিলােওয়াট ঘণ্টাও ব্যবহার করা হয়।

এক কিলােওয়াট ঘণ্টা কতটুকু শক্তি সেটাও বের করা যায়।
১ কিলােওয়াট-ঘণ্টা = ১০০০ ওয়াট x ৩৬০০ সেকেন্ড
= ৩,৬০,০০০০ ওয়াট-সেকেন্ড
= ৩,৬০,০০০০ জুল
অর্থাৎ শক্তির এককে এটি ৩.৬ মেগা জুল।

অর্থাৎ,
১০০o ওয়াট-এর একটি বৈদ্যুতিক বাল্ব ১ ঘন্টা চললে শক্তি ব্যয় হয় = ৩,৬০,০০০০ জুল
তাহলে, ১০০ ওয়াট-এর একটি বৈদ্যুতিক বাল্ব ১ ঘন্টা চললে শক্তি ব্যয় হয় = ৩,৬০,০০০ জুল

আন্তর্জাতিকভাবে, তড়িৎ সরবরাহকে কিলােওয়াট-ঘণ্টা এককে পরিমাপ করা হয়। এই একককে বাের্ড অব ট্রেড (BOT) ইউনিট বা সংক্ষেপে ইউনিট বলে। আমরা যে বিদ্যুৎ বিল পরিশােধ করি তা এই এককেই হিসাব করা হয়।
রেফারেন্সঃ ৯ম- ১০ম শ্রেণির বিজ্ঞান

• গাড়িতে ব্যবহৃত Odometer দূরত্ব পরিমাপ করে।

• কিছু গুরুত্বপূর্ণ পরিমাপক যন্ত্র:
- উড়োজাহাজের গতি নির্ণায়ক যন্ত্র - ট্যাকোমিটার।
- উচ্চতা নির্ণায়ক যন্ত্র- অ্যালটিমিটার।
- সমুদ্রের দ্রাঘিমা পরিমাপক যন্ত্র - ক্রনোমিটার।
- শব্দের তীব্রতা পরিমাপক যন্ত্র- অডিওমিটার।
- গ্যাসের চাপ নির্ণায়ক যন্ত্র - ম্যানোমিটার।
- হাইড্রোমিটার তরলের আপেক্ষিক গুরুত্ব নির্ণায়ক যন্ত্র।
- পানির তলায় তেলের সঞ্চয় নির্ণায়ক যন্ত্র গ্রাডিমিটার।

উৎস:
১. পদার্থবিজ্ঞান, নবম ও দশম শ্রেণি।
২. ব্রিটানিকা।