मानसिक मॉडल जिसकी विद्यार्थियों को ऊर्जा और कार्य के संबंध में प्रश्नों के उत्तर देने के लिए जरूरत है, वह यह है कि काम करने में एक दूरी तक बल प्रयोग शामिल है। यदि कुछ उठाया जा रहा है तो वह बल वस्तु का भार है और जिस ऊँचाई तक उठाया जाना है वह दूरी है। कार्य उस वस्तु पर किया जा रहा है।
यदि कोई चीज धकेली या खींची जा रही है और इसे उठाया नहीं जा रहा है तो बल घर्षण हो सकता है और दूरी वह दूरी होगी जिस पर बल लगाया जा रहा है। विद्यार्थियों द्वारा चुनी जाने वाली कुछ स्थितियाँ वास्तव में बेहद जटिल होती हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप समतल सड़क पर चल रहे हैं, तो आप स्पष्ट तौर पर काम कर रहे हैं, लेकिन ‘बल’ आपका भार नहीं होगा।
गतिविधि 2 के लिए सुझाई गई गतिविधियाँ तालिका R3.1 में सूचीबद्ध हैं।
गतिविधि | टिप्पणी |
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चाय बनाने के लिए केतली उठाना | कार्य केतली पर होता है। बल केतली का भार है और विस्थापन वह ऊँचाई है जिस तक इसे उठाया गया है |
स्कूल जाना | तकनीकी रूप से, यदि आप समतल मार्ग पर चल कर स्कूल जाते हैं, तो काम नहीं हुआ हैः बल (विद्यार्थी का भार) का विस्थापन नहीं है। फिर से स्कूल जाने पर आप पूरी तरह थक जाते हैं। वस्तु के ‘भार के केंद्र’ पर काम ठीक उसी तरह नहीं हुआ है जैसे केतली को उठाना, केतली पर काम करता है। इस मामले में, काम कई छोटे अंशों में किया जा रहा है – पैर उठाना, घर्षण के विरुद्ध धकेलना, आदि। |
साइकिल चलाकर स्कूल जाना | पुनः, यदि साइकिल द्वारा स्कूल समतल मार्ग से जाते हैं तो कार्य विद्यार्थी के ‘भार के केंद्र’ पर नहीं हुआ है। बल्कि कार्य पैडलों को घुमाने में किया जा रहा है |
किताबों से भरे बैग को डेस्क से उठाना | कार्य किताबों के बैग पर होता है। बल बैग का भार है और विस्थापन वह दूरी है जिस ऊँचाई तक बैग को उठाया जाता है |
अभ्यास पुस्तिका में लिखना | घर्षण के विरूद्ध बल लगाना, लिखना है। विस्थापन वह दूरी है जिस तक बल लगाया जा रहा है |
फुटबॉल को किक मारना | यदि फुटबाल को किक मारकर हवा में उछाला जाता है तो बल फुटबाल का भार है और विस्थापन वह ऊँचाई जिस तक फुटबाल जाती है |
बस पकड़ने के लिए दौड़ना | तकनीकी रूप से, जब समतल मार्ग पर दौड़ रहे हैं तो वस्तु (विद्यार्थी) के भार के केंद्र पर कोई कार्य नहीं होता है। लेकिन दौड़ने में पैर उठाना शामिल होता है। दौड़ने में चलने की बजाय अधिक कार्य शामिल होता है, क्योंकि पैरों को अधिक ऊँचा उठाया जाता है। स्लो मोशन फिल्म में धावक उन्हें किसी बिंदु पर ज़मीन से पूरी तरह उठा हुआ दिखा सकता है। ऊँचाई की तरफ दौड़ने या चलने में पथिक या धावक के भार के केंद्र पर काम करना शामिल होता है |
जिन गतिविधियों में बल शामिल होता है, लेकिन चाल शामिल नहीं होती है, उनमें खंभे पर झुकना या बड़े पत्थर को धकेलने की कोशिश करना शामिल होता है। तकनीकी रूप से, मानसिक मॉडल के अनुसार जिसके उपयोग के लिए विद्यार्थियों को प्रोत्साहित किया जा रहा है, इन मामलों में कोई काम नहीं हो रहा है। लेकिन अगर आप बड़ी वस्तु को धकेल रहे है तो आप निश्चित तौर पर प्रयास कर रहे हैं! ‘कार्य’ छोटे स्तर पर है – आपकी माँसपेशियों और हड्डियों की हलचल।
बिना किसी प्रत्यक्ष बल के वस्तुओं को हिलाया जा रहा है, इसमें हवा में चलती गेंद और अंतरिक्ष में उड़ता अंतरिक्ष–यान शामिल होगा। यदि कोई बल नहीं लगाया जा रहा है, तो कोई कार्य नहीं हो रहा है। हवा में उड़ती गेंद के लिए, जो बल लगाए जा रहे हैं: वायु गतिरोध और गुरुत्व बल। गेंद की गति धीमी हो जाएगी और रुक जाएगी, इसलिए गेंद पर कार्य हो रहा है। अंतरिक्ष–यान के लिए, वायु का कोई गतिरोध या गुरुत्व नहीं है, इसलिए यह सीधी दिशा में चलता रहेगा जब तक कि इस पर कोई बल नहीं लगाया जाता है।
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