विषय

• कदम
• 5 में से विधि 1 : कार्य की गणना (जे)
• 5 की विधि 2 किसी दी गई शक्ति (W) से ऊर्जा (J) की गणना करें
• विधि 3 का 5: गतिज ऊर्जा की गणना (J)
• विधि 4 की 5: ऊष्मा की मात्रा की गणना (J)
• विधि 5 का 5: विद्युत ऊर्जा की गणना (जे)
• टिप्स
• चेतावनी
• आपको किस चीज़ की जरूरत है

जूल (J) इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) में सबसे महत्वपूर्ण इकाइयों में से एक है। जूल काम, ऊर्जा और गर्मी को मापते हैं। जूल में अंतिम परिणाम का प्रतिनिधित्व करने के लिए, एसआई इकाइयों का उपयोग करें।यदि कार्य में माप की अन्य इकाइयाँ दी गई हैं, तो उन्हें अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली से माप की इकाइयों में परिवर्तित करें।

कदम

5 में से विधि 1 : कार्य की गणना (जे)

1. 1 भौतिकी में काम की अवधारणा। यदि आप बॉक्स को हिलाते हैं, तो आप काम पूरा कर लेते हैं। यदि आप बॉक्स उठाते हैं, तो आपने काम किया है। काम करने के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा:
   • आप निरंतर बल लगा रहे हैं।
   • लागू बल की कार्रवाई के तहत, शरीर बल की कार्रवाई की दिशा में आगे बढ़ता है।
2. 2 काम की गणना करें। ऐसा करने के लिए, बल और दूरी को गुणा करें (जिससे शरीर चला गया)। SI में बल को न्यूटन में और दूरी को मीटर में मापा जाता है। यदि आप इन इकाइयों का उपयोग करते हैं, तो परिणामी कार्य जूल में मापा जाएगा।
   • समस्याओं को हल करते समय, लागू बल की दिशा निर्धारित करें। बॉक्स को ऊपर उठाते समय, बल नीचे से ऊपर की ओर निर्देशित होता है, लेकिन यदि आप बॉक्स को अपने हाथों में लेते हैं और एक निश्चित दूरी तक चलते हैं, तो आप काम नहीं करेंगे - आप बल लगा रहे हैं ताकि बॉक्स गिर न जाए, लेकिन यह बल बॉक्स को नहीं हिलाता है।
3. 3 अपने शरीर के वजन का पता लगाएं। यह उस बल की गणना करने के लिए आवश्यक है जिसे शरीर को स्थानांतरित करने के लिए लागू करने की आवश्यकता होती है। एक उदाहरण पर विचार करें: 10 किलो वजन वाले बारबेल को उठाते समय (फर्श से छाती तक) एक एथलीट द्वारा किए गए कार्य की गणना करें।
   • यदि समस्या में माप की गैर-मानक इकाइयाँ हैं, तो उन्हें SI इकाइयों में परिवर्तित करें।
4. 4 ताकत की गणना करें। बल = द्रव्यमान x त्वरण। हमारे उदाहरण में, हम गुरुत्वाकर्षण के त्वरण को ध्यान में रखते हैं, जो 9.8 m / s के बराबर है। बार को ऊपर ले जाने के लिए जिस बल को लगाने की आवश्यकता होती है वह है 10 (किलो) x 9.8 (मी/से) = 98 किग्रा मी/से = 98 एन।
   • यदि पिंड क्षैतिज तल में गति करता है, तो गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण पर ध्यान न दें। शायद कार्य के लिए घर्षण को दूर करने के लिए आवश्यक बल की गणना की आवश्यकता होगी। यदि समस्या में त्वरण दिया गया है, तो इसे दिए गए शरीर द्रव्यमान से गुणा करें।
5. 5 तय की गई दूरी को मापें। हमारे उदाहरण में, मान लें कि बार को 1.5 मीटर की ऊंचाई तक उठाया जाता है। (यदि समस्या में माप की गैर-मानक इकाइयां दी गई हैं, तो उन्हें एसआई इकाइयों में परिवर्तित करें।)
6. 6 दूरी से बल गुणा करें। 10 किलो वजन वाले एक बारबेल को 1.5 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ाने के लिए, एथलीट 98 x 1.5 = 147 J के बराबर कार्य करेगा।
7. 7 जब बल को कोण पर निर्देशित किया जाता है तो कार्य की गणना करें। पिछला उदाहरण काफी सरल था: शरीर के बल और गति की दिशाएँ मेल खाती थीं। लेकिन कुछ मामलों में, बल को यात्रा की दिशा के कोण पर निर्देशित किया जाता है। एक उदाहरण पर विचार करें: क्षैतिज से 30 डिग्री की दूरी पर एक रस्सी के साथ 25 मीटर स्लेज खींचने वाले बच्चे द्वारा किए गए कार्य की गणना करें। इस स्थिति में कार्य = बल x कोज्या (θ) x दूरी। कोण θ बल की दिशा और गति की दिशा के बीच का कोण है।
8. 8 कुल लागू बल का पता लगाएं। हमारे उदाहरण में, मान लीजिए कि बच्चा 10 N के बराबर बल लगाता है।
   • यदि समस्या कहती है कि बल को ऊपर की ओर, या दाएं / बाएं की ओर निर्देशित किया जाता है, या इसकी दिशा शरीर की गति की दिशा से मेल खाती है, तो कार्य की गणना करने के लिए, बस बल और दूरी को गुणा करें।
9. 9 संबंधित बल की गणना करें। हमारे उदाहरण में, कुल बल का केवल एक अंश ही स्लेज को आगे खींचता है। चूंकि रस्सी ऊपर की ओर (क्षैतिज के कोण पर) निर्देशित है, कुल बल का एक और हिस्सा स्लेज को उठाने की कोशिश कर रहा है। इसलिए, बल की गणना करें, जिसकी दिशा गति की दिशा से मेल खाती है।
   • हमारे उदाहरण में, कोण θ (जमीन और रस्सी के बीच) 30º है।
   • cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0.866। कैलकुलेटर का उपयोग करके यह मान ज्ञात करें; कैलकुलेटर में कोण इकाई को डिग्री पर सेट करें।
   • कुल बल को cosθ से गुणा करें। हमारे उदाहरण में: १० x ०.८६६ = ८.६६ एन - यह एक बल है जिसकी दिशा गति की दिशा के साथ मेल खाती है।
10. 10 कार्य की गणना करने के लिए संबंधित बल को दूरी से गुणा करें। हमारे उदाहरण में: 8.66 (एच) x 20 (एम) = 173.2 जे।

5 की विधि 2 किसी दी गई शक्ति (W) से ऊर्जा (J) की गणना करें

1. 1 शक्ति और ऊर्जा। शक्ति को वाट (डब्ल्यू) में मापा जाता है और ऊर्जा के परिवर्तन, रूपांतरण, संचरण या खपत की दर का वर्णन करता है, जिसे जूल (जे) में मापा जाता है।किसी दी गई शक्ति (डब्ल्यू) के लिए ऊर्जा (जे) की गणना करने के लिए, आपको समय की लंबाई जानने की जरूरत है।
2. 2 ऊर्जा (J) की गणना करने के लिए, शक्ति (W) को समय (ओं) से गुणा करें। 1 W की शक्ति वाला एक उपकरण प्रत्येक 1 s के लिए 1 J ऊर्जा की खपत करता है। उदाहरण के लिए, आइए 120 सेकंड के लिए 60 डब्ल्यू बल्ब द्वारा खपत ऊर्जा की गणना करें: 60 (डब्ल्यू) x 120 (एस) = 7200 जे
   • यह सूत्र वाट में मापी गई किसी भी शक्ति के लिए सही है, लेकिन इसका उपयोग आमतौर पर बिजली से जुड़े कार्यों में किया जाता है।

विधि 3 का 5: गतिज ऊर्जा की गणना (J)

1. 1 गतिज ऊर्जा गति की ऊर्जा है। इसे जूल (J) में व्यक्त किया जा सकता है।
   • गतिज ऊर्जा एक स्थिर शरीर को एक निश्चित गति तक गति देने के लिए किए गए कार्य के बराबर है। एक निश्चित गति तक पहुँचने के बाद, शरीर की गतिज ऊर्जा तब तक स्थिर रहती है जब तक कि वह ऊष्मा (घर्षण से), गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध गति करते समय) या अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित न हो जाए।
2. 2 अपने शरीर के वजन का पता लगाएं। उदाहरण के लिए, एक साइकिल और एक साइकिल चालक की गतिज ऊर्जा की गणना करें। साइकिल चालक का वजन 50 किग्रा और बाइक का वजन 20 किग्रा होता है, जिसका अर्थ है कि शरीर का कुल वजन 70 किग्रा है (बाइक और साइकिल चालक को एक ही शरीर मानें, क्योंकि वे एक ही दिशा में और एक ही गति से आगे बढ़ेंगे)।
3. 3 गति की गणना करें। यदि समस्या में गति दी गई है, तो अगले चरण पर जाएँ; अन्यथा, नीचे दी गई विधियों में से किसी एक का उपयोग करके इसकी गणना करें। ध्यान दें कि यहाँ गति की दिशा नगण्य है; इसके अलावा, मान लीजिए कि साइकिल चालक एक सीधी रेखा में गाड़ी चला रहा है।
   • यदि साइकिल चालक स्थिर गति (कोई त्वरण नहीं) से सवारी कर रहा था, तो तय की गई दूरी (m) को मापें और इस दूरी को तय करने में लगने वाले समय (समयों) से विभाजित करें। यह आपको औसत गति देगा।
   • यदि साइकिल चालक गति कर रहा था, और त्वरण का मान और गति की दिशा नहीं बदली, तो एक निश्चित समय t पर गति की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: त्वरण x t + प्रारंभिक गति। समय सेकंड में मापा जाता है, गति m / s में, त्वरण m / s में।
4. 4 मानों को सूत्र में प्लग करें। गतिज ऊर्जा = (1/2) mv, जहाँ m द्रव्यमान है, v वेग है। उदाहरण के लिए, यदि एक साइकिल चालक की गति 15 मी/से है, तो उसकी गतिज ऊर्जा K = (1/2) (70 किग्रा) (15 मी/सेक) = (1/2) (70 किग्रा) (15 मी/ एस) (15 एम / एस) = 7875 किलो एम / एस = 7875 एन ∙ एम = 7875 जे
   • गतिज ऊर्जा की गणना का सूत्र कार्य की परिभाषा (W = FΔs) और गतिज समीकरण (v = v) से लिया गया है₀ + 2aΔs, जहाँ Δs तय की गई दूरी है)।

विधि 4 की 5: ऊष्मा की मात्रा की गणना (J)

1. 1 गर्म शरीर का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए। ऐसा करने के लिए, बैलेंस या स्प्रिंग स्केल का उपयोग करें। यदि शरीर एक तरल है, तो इसका द्रव्यमान खोजने के लिए पहले खाली कंटेनर (जिसमें आप तरल डालेंगे) को तौलें। द्रव को तोलने के बाद, द्रव का द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए खाली पात्र का द्रव्यमान इस मान से घटाएं। उदाहरण के लिए, 500 ग्राम वजन वाले पानी पर विचार करें।
   • परिणाम को जूल में मापने के लिए, द्रव्यमान को ग्राम में मापा जाना चाहिए।
2. 2 शरीर की विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात कीजिए। यह रसायन शास्त्र, भौतिकी पाठ्यपुस्तक, या इंटरनेट पर पाया जा सकता है। पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 4.19 J / g है।
   • विशिष्ट ऊष्मा तापमान और दबाव के साथ थोड़ी भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, कुछ स्रोतों में पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 4.18 J / g है (क्योंकि विभिन्न स्रोत "संदर्भ तापमान" के विभिन्न मान चुनते हैं)।
   • तापमान को केल्विन या सेल्सियस डिग्री में मापा जा सकता है (क्योंकि दोनों तापमानों के बीच का अंतर समान होगा), लेकिन डिग्री फ़ारेनहाइट में नहीं।
3. 3 अपने शुरुआती शरीर के तापमान का पता लगाएं। यदि शरीर तरल है, तो थर्मामीटर का उपयोग करें।
4. 4 शरीर को गर्म करें और उसका अंतिम तापमान ज्ञात करें। इस तरह आप गर्म होने पर शरीर में स्थानांतरित होने वाली गर्मी की मात्रा का पता लगा सकते हैं।
   • यदि आप कुल ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करना चाहते हैं, तो शरीर के प्रारंभिक तापमान को पूर्ण शून्य (0 केल्विन या -273.15 सेल्सियस) मानें। यह आमतौर पर लागू नहीं होता है।
5. 5 शरीर के तापमान में परिवर्तन का पता लगाने के लिए शरीर के शुरुआती तापमान को अंतिम तापमान से घटाएं। उदाहरण के लिए, पानी को 15 डिग्री सेल्सियस से 35 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, यानी पानी के तापमान में परिवर्तन 20 डिग्री सेल्सियस होता है।
6. 6 शरीर के वजन, उसकी विशिष्ट गर्मी और शरीर के तापमान में परिवर्तन को गुणा करें। सूत्र: H = mcΔT, जहाँ T तापमान में परिवर्तन है। हमारे उदाहरण में: ५०० x ४.१९ x २० = ४१.९०० जे
   • गर्मी को कभी-कभी कैलोरी या किलोकैलोरी में मापा जाता है। कैलोरी ऊष्मा की वह मात्रा है जो 1 ग्राम पानी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक है; किलोकैलोरी 1 किलो पानी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है। ऊपर के उदाहरण में, 500 ग्राम पानी का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए 10,000 कैलोरी या 10 किलो कैलोरी की आवश्यकता होगी।

विधि 5 का 5: विद्युत ऊर्जा की गणना (जे)

1. 1 यह विद्युत परिपथ में ऊर्जा के प्रवाह की गणना के लिए एक विधि का वर्णन करता है। एक व्यावहारिक उदाहरण दिया गया है जिसके आधार पर व्यक्ति शारीरिक समस्याओं को हल कर सकता है। आरंभ करने के लिए, आइए सूत्र पी = आई एक्स आर के अनुसार शक्ति की गणना करें, जहां मैं वर्तमान ताकत (ए) है, आर प्रतिरोध (ओम) है। आपको वह घात (W) मिलेगी जिससे आप ऊर्जा (J) की गणना कर सकते हैं (दूसरा अध्याय देखें)।
2. 2 एक रोकनेवाला लो। रोकनेवाला का प्रतिरोध मान (ओम) एक संख्या या रंग-कोडित अंकन द्वारा इंगित किया जाता है। आप रोकनेवाला के प्रतिरोध को ओममीटर या मल्टीमीटर से जोड़कर भी निर्धारित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, आइए 10 ओम अवरोधक लें।
3. 3 रोकनेवाला को वर्तमान स्रोत से कनेक्ट करें। ऐसा करने के लिए, मगरमच्छ क्लिप या विद्युत सर्किट के साथ एक प्रयोगात्मक स्टैंड का उपयोग करें।
4. 4 एक निश्चित समय के लिए सर्किट के माध्यम से एक करंट पास करें। उदाहरण के लिए, इसे 10 सेकंड के लिए करें।
5. 5 एम्परेज ज्ञात कीजिए। ऐसा करने के लिए, एक एमीटर या मल्टीमीटर का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, धारा 100 mA = 0.1 A है।
6. 6 सूत्र P = I x R का उपयोग करके शक्ति (W) की गणना करें। हमारे उदाहरण में: पी = ०.१ x १० = ०.०१ x १० = ०.१ डब्ल्यू = १०० मेगावाट
7. 7 ऊर्जा (जे) खोजने के लिए शक्ति और समय गुणा करें। हमारे उदाहरण में: 0.1 (डब्ल्यू) x 10 (एस) = 1 जे।
   • चूंकि 1 जूल एक छोटा मूल्य है, और बिजली के उपकरणों की शक्ति वाट, मिलीवाट और किलोवाट में इंगित की जाती है, आवास और सांप्रदायिक क्षेत्र में, ऊर्जा को आमतौर पर किलोवाट-घंटे में मापा जाता है। यदि 1 डब्ल्यू = 1 जे / एस, तो 1 जे = 1 डब्ल्यू ∙ एस; यदि 1 kW = 1 kJ / s, तो 1 kJ = 1 kW s। चूँकि १ h = ३६०० s, तो १ kW h = ३६०० kW s = ३६०० kJ = ३६०००० J।

टिप्स

• SI में, ऊर्जा और कार्य को भी ergs में मापा जाता है। 1 erg = 1 dyne (बल की माप की इकाई) x 1 सेमी. 1 J = 10,000,000 erg।

चेतावनी

• जूल और न्यूटन मीटर काम के लिए माप की इकाइयाँ हैं। जूल ऊर्जा और किए गए कार्य को मापता है जब कोई पिंड एक सीधी रेखा में चलता है। यदि पिंड घूमता है, तो माप की इकाई न्यूटन-मीटर है।

आपको किस चीज़ की जरूरत है

कार्य और गतिज ऊर्जा:

• स्टॉपवॉच या टाइमर
• तराजू
• कोसाइन कैलकुलेटर

विद्युत ऊर्जा:

• अवरोध
• तार या प्रयोगात्मक स्टैंड
• मल्टीमीटर (या ओममीटर और एमीटर)
• मगरमच्छ क्लिप

गर्मी की मात्रा:

• गर्म शरीर
• ऊष्मा स्रोत (जैसे बर्नर)
• थर्मामीटर
• किसी गर्म वस्तु की विशिष्ट ऊष्मा का निर्धारण करने के लिए पुस्तिका