Contents

Chapter 10: Work and Energy

📘 1. Work

✅ Work in Scientific Terms

Work is said to be done when a force is applied on an object and it causes displacement in the direction of the force.

📌 Conditions for Work

A force must be applied.
The object must be displaced.
Displacement must be in the direction of force (fully or partially).

💡 Formula for Work

Work (W)=Force (F)×Displacement (d)×cos⁡θ = Fdcosθ

Where:

W = Work done
F = Applied force
d = Displacement
θ = Angle between force and displacement

🔁 Types of Work

Type of Work	Description	Example
Positive Work	Force and displacement are in the same direction.	Lifting an object upward.
Negative Work	Force and displacement are in opposite directions.	Friction while sliding.
Zero Work	Displacement is zero or force is perpendicular.	Carrying a bag straight.

🧮 2. Units of Work

SI Unit: Joule (J)
1 Joule = 1 Newton × 1 metre
Work is 1 Joule when 1N force causes 1m displacement in direction of force.
Other Units:
- Erg (CGS): 1 Joule = 10^7 ergs
- Kilojoule (kJ): 1 kJ = 1000 J

🧪 3. Energy

✅ Definition

Energy is the capacity to do work.

🧮 Unit of Energy

SI Unit: Joule (J)
Other: Calorie (used in food), kWh (used in electricity)

🔋 4. Forms of Energy

Kinetic Energy (KE)
Potential Energy (PE)
Heat Energy
Chemical Energy
Electrical Energy
Sound Energy
Light Energy
Nuclear Energy

🚴 5. Kinetic Energy

✅ Definition

Energy possessed by a body due to its motion.

💡 Formula:

KE=½ × m × v²

Where:

m = mass of the object
v = velocity

🏔️ 6. Potential Energy

✅ Definition

Energy possessed by a body due to its position or configuration.

💡 Formula:

PE=mgh

Where:

m = mass
g = acceleration due to gravity (9.8 m/s²)
h = height

🔁 7. Work-Energy Theorem

The work done on an object is equal to the change in its kinetic energy.

W=ΔKE=½ × m × v²−½ × m × u²

Where:

u = initial velocity
v = final velocity

🔁 8. Law of Conservation of Energy

Energy can neither be created nor destroyed, it can only be transformed from one form to another. The total energy remains constant.

🌋 Example:

When an object falls:

PE → KE
At ground level, all PE converts to KE.

⚡ 9. Power

✅ Definition

Power is the rate of doing work or rate of energy conversion.

💡 Formula:

P=W/t

Where:

P = Power
W = Work
t = Time

🧮 Units of Power

SI Unit: Watt (W)
1 Watt = 1 Joule/second
Other Units: kilowatt (kW), horsepower (hp)
- 1 kW = 1000 W
- 1 hp = 746 W

🔋 10. Commercial Unit of Energy

✅ Used in homes and industries

1 kilowatt hour (kWh) = Energy used by 1kW appliance in 1 hour.

1 kWh =1000 W×3600 s= 3.6 × 10⁶ J

📚 11. Numerical Questions Example

Q1. Calculate work done when a force of 10 N moves an object 5 m.

Solution:
W=F×d=10×5=50 J

Q2. A 2 kg object is moving at 3 m/s. Find its kinetic energy.

Solution: KE=1/2 mv^2=1/2×2×3^2=9 J

Q3. What is the power of a boy who does 300 J of work in 60 s?

Solution: P=Wt=300/60=5 W

📌 Summary Chart

Concept	Formula	Unit
Work	W = F × d × cos θ	Joule (J)
Kinetic Energy	KE = ½ × m × v²	Joule (J)
Potential Energy	PE = m × g × h	Joule (J)
Power	P = W / t	Watt (W)
1 kWh	1 kWh = 3.6 × 10⁶ J	kilowatt hour (kWh)

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अध्याय 10- कार्य एवं ऊर्जा (Work and Energy) (NCERT नोट्स)

Read In English

यह रहे कक्षा 9 विज्ञान – अध्याय: कार्य एवं ऊर्जा (Work and Energy) के NCERT पाठ्यक्रम के अनुसार पूर्ण हिन्दी माध्यम में नोट्स। ये सरल भाषा में लिखे गए हैं ताकि हर छात्र आसानी से समझ सके। सभी सूत्र यूनिकोड फॉर्मेट में दिए गए हैं।

🔹 1. कार्य (Work)

✅ वैज्ञानिक परिभाषा:

जब किसी वस्तु पर बल लगाया जाता है और वह वस्तु बल की दिशा में विस्थापित होती है, तब कार्य होता है।

📌 कार्य होने की शर्तें:

बल लगाया गया हो।
वस्तु का विस्थापन हुआ हो।
विस्थापन बल की दिशा में हुआ हो (पूरी तरह या आंशिक रूप से)।

💡 कार्य का सूत्र:

कार्य (W) = बल (F) × विस्थापन (d) × cos(θ)

👉 जहाँ:
W = कार्य,
F = बल,
d = विस्थापन,
θ = बल और विस्थापन के बीच का कोण।

🔁 कार्य के प्रकार:

कार्य का प्रकार	विवरण	उदाहरण
सकारात्मक कार्य	बल और विस्थापन एक ही दिशा में हो।	वस्तु को ऊपर उठाना।
ऋणात्मक कार्य	बल और विस्थापन विपरीत दिशा में हो।	घर्षण बल द्वारा रुकना।
शून्य कार्य	विस्थापन नहीं हो या बल विस्थापन के लंबवत हो।	बैग को सीधा पकड़ कर चलना।

🧮 2. कार्य की इकाइयाँ

एस.आई. इकाई: जूल (Joule)
→ 1 जूल = 1 न्यूटन × 1 मीटर
अन्य इकाइयाँ:
→ 1 जूल = 10710^7 अर्ग (erg)
→ 1 किलो-जूल (kJ) = 1000 जूल

🧪 3. ऊर्जा (Energy)

✅ परिभाषा:

ऊर्जा वह क्षमता है जिससे कोई वस्तु कार्य कर सकती है।

🧮 ऊर्जा की इकाई:

एस.आई. इकाई: जूल (J)
अन्य इकाइयाँ: कैलोरी (खाद्य पदार्थों में), किलोवाट-घंटा (kWh)

🔋 4. ऊर्जा के प्रकार

गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)
स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)
ऊष्मा ऊर्जा
रासायनिक ऊर्जा
विद्युत ऊर्जा
ध्वनि ऊर्जा
प्रकाश ऊर्जा
नाभिकीय ऊर्जा

🚴 5. गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)

✅ परिभाषा:

जो ऊर्जा किसी वस्तु के गति में होने के कारण होती है।

💡 सूत्र:

KE = (1/2) × m × v²

👉 जहाँ:
m = वस्तु का द्रव्यमान (किलोग्राम),
v = वेग (मीटर/सेकेंड)

🏔️ 6. स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)

✅ परिभाषा:

जो ऊर्जा किसी वस्तु की स्थिति या संरचना के कारण होती है।

💡 सूत्र:

PE = m × g × h

👉 जहाँ:
m = द्रव्यमान,
g = गुरुत्वजनित त्वरण (9.8 m/s²),
h = ऊँचाई

🔁 7. कार्य-ऊर्जा प्रमेय (Work-Energy Theorem)

किसी वस्तु पर किया गया कुल कार्य, उसके गतिज ऊर्जा में हुए परिवर्तन के बराबर होता है।

W = ΔKE = (1/2) × m × v² – (1/2) × m × u²

👉 जहाँ:
u = प्रारंभिक वेग,
v = अंतिम वेग

🔁 8. ऊर्जा संरक्षण का नियम (Law of Conservation of Energy)

ऊर्जा न तो उत्पन्न की जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है। यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित होती है। संपूर्ण ऊर्जा स्थिर रहती है।

उदाहरण:
जब कोई वस्तु ऊपर से गिरती है, उसकी स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

⚡ 9. शक्ति (Power)

✅ परिभाषा:

शक्ति वह दर है जिस पर कोई कार्य होता है या ऊर्जा का परिवर्तन होता है।

💡 सूत्र:

P = W / t

👉 जहाँ:
P = शक्ति,
W = कार्य,
t = समय

🧮 शक्ति की इकाइयाँ:

एस.आई. इकाई: वॉट (Watt)
1 वॉट = 1 जूल / सेकंड
अन्य इकाइयाँ:
→ 1 किलोवाट = 1000 वॉट
→ 1 हॉर्सपावर = 746 वॉट

🔋 10. ऊर्जा की वाणिज्यिक इकाई

✅ गृह उपयोग और उद्योगों में प्रयोग:

1 किलोवाट-घंटा (kWh) = 1000 वॉट × 3600 सेकंड = 3.6 × 10⁶ जूल

📚 11. उदाहरण (Numerical Examples)

उदाहरण 1:

यदि किसी वस्तु पर 10 न्यूटन का बल लगाकर उसे 5 मीटर तक खींचा गया, तो कार्य ज्ञात करें।

W = F × d = 10 × 5 = 50 जूल

उदाहरण 2:

एक 2 किग्रा की वस्तु 3 मी/सेकंड की गति से चल रही है। इसकी गतिज ऊर्जा ज्ञात करें।

KE = (1/2) × 2 × 3² = 9 जूल

उदाहरण 3:

एक बालक 60 सेकंड में 300 जूल कार्य करता है। उसकी शक्ति ज्ञात करें।

P = W / t = 300 / 60 = 5 वॉट

📝 संक्षेप तालिका:

विषय	सूत्र	इकाई
कार्य (Work)	W = F × d × cos(θ)	जूल (J)
गतिज ऊर्जा (KE)	KE = (1/2) × m × v²	जूल (J)
स्थितिज ऊर्जा (PE)	PE = m × g × h	जूल (J)
शक्ति (Power)	P = W / t	वॉट (W)
1 किलोवाट-घंटा	1 kWh = 3.6 × 10⁶ जूल	kWh

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