যান্ত্রিক শক্তি: এটি কি, অ্যাপ্লিকেশন, উদাহরণ - শারীরিক - 2025

যান্ত্রিক শক্তি যে হারে কাজ, যা সময় প্রতি এককে সম্পন্ন কাজের পরিমাণ দ্বারা গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা হয় সঞ্চালিত হয়। এবং যেহেতু শোষিত শক্তির ব্যয়ে কাজ করা হয়, তাই এটি ইউনিট সময়কালে শক্তি হিসাবেও বর্ণনা করা যেতে পারে।

পাওয়ারকে পি, ডাব্লু টু ওয়ার্ক, ই টু এনার্জি এবং সময়মতো কল করা, উপরোক্ত সমস্তগুলি সহজেই ব্যবহারযোগ্য ব্যবহারের গাণিতিক অভিব্যক্তিতে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:

চিত্র 1. গসেমার আলবাট্রস, 'উড়ন্ত সাইকেল', 1970 এর দশকের শেষভাগে কেবলমাত্র মানব শক্তি ব্যবহার করে ইংরাজী চ্যানেলটি অতিক্রম করেছিল। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স। গসেমার আলবাট্রস। ইংরেজি উইকিপিডিয়ায় গুরুয়াড্রুনার

ও ভালো:

এটি স্কটিশ ইঞ্জিনিয়ার জেমস ওয়াট (1736-1819) এর সম্মানে নামকরণ করা হয়েছিল, এটি কনডেন্সার স্টিম ইঞ্জিন তৈরির জন্য পরিচিত, এটি একটি আবিষ্কার যা শিল্প বিপ্লব শুরু করেছিল।

শিল্পগুলিতে ব্যবহৃত অন্যান্য পাওয়ার ইউনিট হ'ল এইচপি (ঘোড়া-শক্তি বা ঘোড়া শক্তি) এবং সিভি (অশ্বশক্তি)। এই ইউনিটগুলির উত্সও জেমস ওয়াট এবং শিল্প বিপ্লব থেকে আসে, যখন পরিমাপের মানটি একটি ঘোড়া যে হারে কাজ করত was

এইচপি এবং সিভি উভয়ই মোটামুটি কিলো-ডাব্লু এর সমান এবং এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষত যান্ত্রিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে, উদাহরণস্বরূপ মোটরগুলির উপাধি হিসাবে।

উপরে উল্লিখিত কিলো-ডাব্লু = 1000 ডাব্লু এর মতো ওয়াটের একাধিকগুলিও প্রায়শই বৈদ্যুতিক শক্তিতে ব্যবহৃত হয়। এটি কারণ জোলটি অপেক্ষাকৃত ছোট শক্তির একক। ব্রিটিশ সিস্টেমটি পাউন্ড-ফুট / সেকেন্ড ব্যবহার করে।

এটি যা নিয়ে থাকে এবং শিল্প ও জ্বালানীতে অ্যাপ্লিকেশন

শক্তির ধারণাটি সমস্ত ধরণের শক্তির ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, তা যান্ত্রিক, বৈদ্যুতিক, রাসায়নিক, বায়ু, সোনিক বা যে কোনও প্রকারেরই হোক। শিল্পে সময় খুব গুরুত্বপূর্ণ, কারণ প্রক্রিয়াগুলি যত তাড়াতাড়ি সম্ভব চালানো উচিত।

যে কোনও মোটর যতক্ষণ পর্যাপ্ত সময় পাবে প্রয়োজনীয় কাজগুলি করবে, তবে দক্ষতা বাড়ানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ কাজটি সবচেয়ে কম সময়ে করা উচিত।

একটি খুব সহজ অ্যাপ্লিকেশন অবিলম্বে কাজ এবং পাওয়ার মধ্যে পার্থক্য ভালভাবে বর্ণনা করা হয়।

ধরুন কোনও ভারী কোন জিনিস দড়ি দিয়ে টানা হয়েছে। এটি করার জন্য, বাহ্যিক এজেন্টের প্রয়োজনীয় কাজ করা প্রয়োজন। ধরা যাক যে এই এজেন্টটি 90 জে শক্তিটি অবজেক্ট-স্ট্রিং সিস্টেমে স্থানান্তর করে, যাতে এটি 10 ​​সেকেন্ডের জন্য চলে।

এই জাতীয় ক্ষেত্রে, শক্তি স্থানান্তর হার 90 জে / 10 এস বা 9 জে / এস। তারপরে আমরা নিশ্চিত করতে পারি যে সেই এজেন্ট, একজন ব্যক্তি বা মোটর এর 9 আউটপুট শক্তি রয়েছে

অন্য কোনও বহিরাগত এজেন্ট যদি কম সময়ে বা কম শক্তি স্থানান্তর করে একই স্থানচ্যুতি অর্জনে সক্ষম হয় তবে এটি বৃহত্তর শক্তি বিকাশ করতে সক্ষম।

আরেকটি উদাহরণ: ধরুন 90 জে এর একটি শক্তি স্থানান্তর, যা সিস্টেমটি 4 সেকেন্ডের জন্য গতিতে সেট করে। আউটপুট শক্তি হবে 22.5 ডাব্লু।

একটি মেশিনের পারফরম্যান্স

ক্ষমতা কর্মক্ষমতা সঙ্গে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কোনও মেশিনে সরবরাহিত শক্তি কখনই পুরোপুরি কার্যকর কাজে রূপান্তরিত হয় না। একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশটি সাধারণত তাপের মধ্যে বিলুপ্ত হয়, যা অনেকগুলি কারণের উপর নির্ভর করে, উদাহরণস্বরূপ মেশিনের নকশা।

এই কারণেই মেশিনগুলির কার্যকারিতা সম্পর্কে জানা গুরুত্বপূর্ণ, যা সরবরাহ করা কাজের এবং সরবরাহিত শক্তির মধ্যে ভাগফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত:

যেখানে গ্রীক অক্ষর the ফলনকে বোঝায়, একটি মাত্রিকহীন পরিমাণ যা সর্বদা ১ এর চেয়ে কম থাকে If এটি যদি 100 দ্বারাও গুণিত হয় তবে আমাদের ফলন শতাংশের দিক দিয়ে have

উদাহরণ

- মানুষ এবং প্রাণীরা লোকোমোশনের সময় শক্তি বিকাশ করে। উদাহরণস্বরূপ, সিঁড়ি বেয়ে উঠার জন্য মহাকর্ষের বিপরীতে কাজ করা দরকার। মইতে আরোহণকারী দু'জনের তুলনা করে, যিনি প্রথমে সমস্ত পদক্ষেপে আরোহণ করেন তিনি অন্যটির চেয়ে আরও বেশি শক্তি বিকাশ করতে পারেন তবে তারা উভয়েই একই কাজ করেছিল।

- গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি এবং যন্ত্রপাতিগুলিতে তাদের আউটপুট শক্তি নির্দিষ্ট করা থাকে। একটি ঘর ভাল আলো জ্বালানোর জন্য উপযুক্ত একটি ভাস্বর আলো আলোর বাল্বটির ক্ষমতা 100 ডাব্লু has

- লন মাওয়ারের মোটর প্রায় 250 ডাব্লু গ্রাস করতে পারে এবং একটি গাড়ী 70 কিলোওয়াটের অর্ডারে চলেছে।

- একটি বাড়িতে তৈরি জল পাম্প সাধারণত 0.5 এইচপি সরবরাহ করে।

- সূর্যটি 3.6 x 10 ²⁶ ডাব্লু শক্তি উত্পাদন করে।

শক্তি এবং গতি

অসীম সময় নিরূপণ করে তাত্ক্ষণিক শক্তি পাওয়া যায়: পি = ডিডাব্লু / ডিটি। যে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র অসীম স্থানচ্যুতি ডি এক্সের ফলে কাজ করে তা হ'ল এফ (উভয়ই ভেক্টর), তাই ডিডাব্লু = এফ ডি এক্স । ক্ষমতাকে প্রকাশের জন্য সমস্ত কিছুকে প্রতিস্থাপন করা, এটি রয়ে যায়:

মানব শক্তি

লোকেরা কমপক্ষে অল্প সময়ের জন্য ওজন তোলার মতো প্রায় 1500 ডাব্লু বা 2 অশ্বশক্তি বিদ্যুত উত্পাদন করতে সক্ষম।

গড়ে, দৈনিক পাওয়ার আউটপুট (8 ঘন্টা) প্রতি জন 0.1 এইচপি। যার বেশিরভাগ অংশ তাপকে অনুবাদ করা হয়, প্রায় একই পরিমাণে 75 ডাব্লু ভাস্বর আলো ব্যবহার করে।

প্রশিক্ষণের জন্য একজন ক্রীড়াবিদ রাসায়নিক শক্তি (গ্লুকোজ এবং ফ্যাট) কে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে গড়ে প্রায় 0.5 এইচপি সমমানের উত্পাদন করতে পারে 350

চিত্র 2. একজন ক্রীড়াবিদ গড়ে 2 এইচপি শক্তি অর্জন করে। সূত্র: পিক্সাবে।

যখন মানুষের ক্ষমতায় আসে তখন সাধারণত ওয়াটসের চেয়ে কিলো-ক্যালোরি / ঘন্টা পরিমাপ করা বেশি পছন্দ হয় preferred প্রয়োজনীয় সমতা:

০.০ এইচপি শক্তির শক্তি খুব অল্প পরিমাণের মতো শোনাচ্ছে এবং এটি অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য।

যাইহোক, 1979 সালে একটি মানব-চালিত সাইকেল তৈরি করা হয়েছিল যা উড়তে পারে। পল ম্যাকসিডি গসেমার আলবাট্রস ডিজাইন করেছিলেন, যা ইংলিশ চ্যানেলকে ছাড়িয়ে গড়ে ১৯০ ডাব্লু গড় আউটপুট দেয় (চিত্র 1))

বৈদ্যুতিক শক্তি বিতরণ

একটি গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন হ'ল ব্যবহারকারীদের মধ্যে বৈদ্যুতিক শক্তি বিতরণ। যে সংস্থাগুলি বিদ্যুতের জন্য বিদ্যুৎ বিল সরবরাহ করে তার জন্য যে বিদ্যুৎ বিল সরবরাহ করা হয়, তা যে হারে তা খরচ হয় তা নয়। এজন্য যারা আপনার বিলটি যত্ন সহকারে পড়েছেন তারা খুব নির্দিষ্ট ইউনিট পাবেন: কিলোওয়াট-ঘন্টা বা কিলোওয়াট-এইচ।

যাইহোক, যখন ওয়াট নামটি এই ইউনিটে অন্তর্ভুক্ত করা হয় এটি শক্তি এবং শক্তি নয় refers

কিলোওয়াট-ঘন্টাটি বৈদ্যুতিক শক্তির ব্যবহারকে নির্দেশ করার জন্য ব্যবহৃত হয়, যেহেতু জোলটি আগেই উল্লেখ করা হয়েছে মোটামুটি ছোট ইউনিট: 1 ওয়াট-ঘন্টা বা হু হ'ল 1 ওয়াটের শক্তি দ্বারা 1 ঘন্টার মধ্যে কাজ করা হয়।

সুতরাং 1 কিলোওয়াট-এইচ হ'ল কাজ যা 1 ঘণ্টায় 1 কেডাব্লু বা 1000 ডাব্লু শক্তি নিয়ে কাজ করা হয়। আসুন এই পরিমাণগুলিকে জোলে রূপান্তর করতে নম্বরগুলি রাখি:

এটি অনুমান করা হয় যে কোনও পরিবার প্রতি মাসে প্রায় 200 কিলোওয়াট-ঘন্টা খরচ করতে পারে।

অনুশীলন

অনুশীলনী 1

একটি কৃষক একটি 15 ° ঝুঁকির বিমানের উপর দিয়ে খড় M = 150 কেজি একটি বেল টানতে এবং 5.0 কিলোমিটার / ঘন্টা গতিতে গতিতে শস্যাগায় ট্র্যাক্টর ব্যবহার করে। খড়ের বেল এবং চুটের মধ্যে গতিশীল ঘর্ষণের সহগ 0.45। ট্রাক্টরের পাওয়ার আউটপুট সন্ধান করুন।

সমাধান

এই সমস্যার জন্য, খড়ের গিরির প্রবণতার উপরে উঠার জন্য আপনাকে একটি ফ্রি-বডি ডায়াগ্রাম আঁকতে হবে। যাক এফ হতে বল ট্র্যাক্টর প্রয়োগ বেল উত্তোলন, α = 15º কৌণিক অবনতি হয়।

তদ্ব্যতীত, গতিবেগ ঘর্ষণ শক্তি চ _{ঘর্ষণ} যে আন্দোলনের বিরোধিতা করে জড়িত, এর সাথে সাধারণ এন এবং ওজন ডাব্লু (কাজের সাথে ওজনের ডাব্লুটিকে বিভ্রান্ত করবেন না)।

চিত্র 3. খড়ের বেলের বিচ্ছিন্ন বডি ডায়াগ্রাম। সূত্র: এফ.জাপাটা।

নিউটনের দ্বিতীয় আইন নিম্নলিখিত সমীকরণ প্রস্তাব করে:

গতি এবং বল একই দিক এবং জ্ঞান একই, তাই:

গতির ইউনিটগুলিকে রূপান্তর করা প্রয়োজন:

প্রতিস্থাপনের মানগুলি, অবশেষে আমরা পাই:

অনুশীলন 2

চিত্রটিতে প্রদর্শিত মোটরটি 2 মিটার / সেকেন্ড ² গতিবেগ এবং 2 সেকেন্ডের মধ্যে বিশ্রাম থেকে শুরু করে 2 কেজি ব্লকটি উত্তোলন করবে ।

চিত্র 4. একটি মোটর একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় একটি বস্তুকে উত্তোলন করে, যার জন্য কাজ করা এবং শক্তি বিকাশ করা প্রয়োজন। সূত্র: এফ.জাপাটা।

গণনা:

ক) সেই সময়ে ব্লকের উচ্চতা পৌঁছেছিল।

খ) ইঞ্জিনটি এটি অর্জনের জন্য অবশ্যই যে বিকাশ করতে হবে।

সমাধান

ক) এটি একটি অভিন্ন বৈচিত্রময় পুনরাবৃত্তিমূলক গতি, সুতরাং প্রাথমিক গতিবেগের সাথে সংশ্লিষ্ট সমীকরণগুলি ব্যবহৃত হবে reached

খ) মোটর দ্বারা বিকশিত শক্তি সন্ধান করতে, সমীকরণটি ব্যবহার করা যেতে পারে:

এবং যেহেতু ব্লকের উপর যে শক্তি প্রয়োগ করা হয় তা স্ট্রিংয়ের উত্তেজনার মধ্য দিয়ে আসে, যা পরিমিতিতে স্থির থাকে:

পি = (মা).ই / Δ টি = 2 কেজি এক্স 2 এম / এস ² এক্স 4 মি / 2 এস = 8 ডাব্লু

তথ্যসূত্র

1. ফিগুয়েরো, ডি (2005)। সিরিজ: বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 2. গতিশীল। ডগলাস ফিগুয়েরো (ইউএসবি) সম্পাদিত।
2. নাইট, আর। 2017. বিজ্ঞানীদের জন্য প্রকৌশল এবং প্রকৌশল: একটি কৌশল পদ্ধতির। পিয়ারসন।
3. পদার্থবিজ্ঞান লিবারেটেক্সটস। শক্তি। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: phys.libretexts.org থেকে
4. পদার্থবিজ্ঞান হাইপারটেক্সট বই। শক্তি। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: physics.info থেকে।
5. কাজ, শক্তি এবং শক্তি। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: ncert.nic.in থেকে