विषय
- पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए संभावित ऊर्जा सूत्र
- लोचदार ऊर्जा क्षमता
- विद्युत क्षमता या वोल्टेज
संभावित ऊर्जा इसकी बस ऊर्जा की तरह लगती है जो कि वास्तविक नहीं बनती है, और इस तरह की सोच आपको इसे असली नहीं मान सकती है। हालांकि, जमीन से 30 फीट ऊपर एक सुरक्षित निलंबित के नीचे खड़ा है, और आपकी राय बदल सकती है। गुरुत्वाकर्षण बल के कारण तिजोरी में संभावित ऊर्जा होती है, और अगर किसी को रस्सी को पकड़ कर काटना होता है, तो वह ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल जाएगी, और जब तक तिजोरी आप तक पहुंचती है, तब तक उसे देने के लिए पर्याप्त "वास्तविक" ऊर्जा होगी आप एक अलग सिर दर्द।
एक बेहतर संभावित ऊर्जा परिभाषा संग्रहीत ऊर्जा है, और ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए "काम" होता है। भौतिकी में काम की एक विशिष्ट परिभाषा है - जब कोई वस्तु किसी दूरी पर किसी वस्तु को ले जाती है तो काम किया जाता है। काम ऊर्जा से संबंधित है। एसआई प्रणाली में जूल में इसकी माप की गई है, जो संभावित और गतिज ऊर्जा इकाइयाँ भी हैं। काम को संभावित ऊर्जा में बदलने के लिए, आपको एक विशेष प्रकार के बल के खिलाफ कार्य करना होगा, और कई हैं। बल गुरुत्वाकर्षण, एक वसंत या एक विद्युत क्षेत्र हो सकता है। बल की विशेषताएं संभावित ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करती हैं जो आप इसके खिलाफ काम करके स्टोर करते हैं।
पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए संभावित ऊर्जा सूत्र
जिस तरह से गुरुत्वाकर्षण काम करता है वह यह है कि दो शरीर एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, लेकिन पृथ्वी पर सब कुछ ग्रह की तुलना में इतना छोटा है कि केवल पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र महत्वपूर्ण है। यदि आप एक शरीर को उठाते हैं (म) जमीन के ऊपर, उस शरीर को एक बल का अनुभव होता है जो इसे जमीन की ओर तेजी से बढ़ने के लिए प्रेरित करता है। बल का परिमाण (एफ), न्यूटन 2 के कानून से, द्वारा दिया गया है एफ = मिलीग्राम, कहाँ पे जी गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है, जो पृथ्वी पर हर जगह एक स्थिर है।
मान लीजिए कि आप शरीर को ऊंचाई तक उठाते हैं ज। इसे पूरा करने के लिए आप जितना काम करते हैं, वह बल × दूरी, या है MGH। यह कार्य संभावित ऊर्जा के रूप में संग्रहीत किया जाता है, इसलिए पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए संभावित ऊर्जा समीकरण बस है:
गुरुत्वीय संभावित ऊर्जा = MGH
लोचदार ऊर्जा क्षमता
स्प्रिंग्स, रबर बैंड और अन्य लोचदार सामग्री ऊर्जा स्टोर कर सकती हैं, जो अनिवार्य रूप से आप एक तीर चलाने से पहले धनुष को वापस खींचते हैं। जब आप किसी स्प्रिंग को स्ट्रेच या संपीड़ित करते हैं, तो यह स्प्रिंग को उसकी संतुलन स्थिति को बहाल करने के लिए एक विपरीत बल का कार्य करता है। बल का परिमाण उस दूरी के समानुपाती होता है जिसे आप खींचते हैं या उसे संकुचित करते हैं (एक्स)। आनुपातिकता स्थिर (क) वसंत की विशेषता है। हुक कानून के अनुसार, एफ = −KX। माइनस साइन वसंत की पुनर्स्थापना शक्ति को इंगित करता है, जो इसे खींच या संकुचित करने के विपरीत दिशा में काम कर रहा है।
एक लोचदार सामग्री में संग्रहीत संभावित ऊर्जा की गणना करने के लिए, आपको यह पहचानना होगा कि बल कितना बड़ा हो जाता है एक्स बढ़ती है। एक असीम दूरी के लिए, हालांकि, एफ स्थिर है। 0 (संतुलन) और अंतिम विस्तार या संपीड़न के बीच सभी असीम दूरियों की ताकतों को समेट कर एक्स, आप किए गए काम और संग्रहीत ऊर्जा की गणना कर सकते हैं। यह संक्षेप प्रक्रिया एक गणितीय तकनीक है जिसे एकीकरण कहा जाता है। यह एक लोचदार सामग्री के लिए संभावित ऊर्जा सूत्र का उत्पादन करता है:
संभावित ऊर्जा = KX2/2
कहाँ पे एक्स विस्तार है और क वसंत स्थिर है।
विद्युत क्षमता या वोल्टेज
एक सकारात्मक चार्ज करने पर विचार करें क्ष एक बड़े धनात्मक आवेश द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र के भीतर क्यू। विद्युत प्रतिकारक बलों की वजह से छोटे चार्ज को बड़े के करीब ले जाने में काम आता है। कोलमब्स कानून के अनुसार, किसी भी बिंदु पर आरोपों के बीच बल है kqQ/आर2, कहाँ पे आर उनके बीच की दूरी है। इस मामले में, क Coulombs स्थिर है, वसंत स्थिर नहीं है। भौतिकविदों ने दोनों को निरूपित किया क। आप स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक कार्य पर विचार करके संभावित ऊर्जा की गणना करते हैं क्ष असीम दूर से क्यू इसकी दूरी के लिए आर। यह विद्युत संभावित ऊर्जा समीकरण देता है:
विद्युत संभावित ऊर्जा = kqQ/आर
बिजली की क्षमता थोड़ी अलग है। इसकी ऊर्जा की मात्रा प्रति यूनिट आवेश में संग्रहित होती है, और इसे वोल्टेज के रूप में जाना जाता है, वोल्ट (जूल / कूपलम्ब) में मापता है। आवेश द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षमता या वोल्टेज के लिए समीकरण क्यू कुछ दूरी पर आर है:
विद्युत क्षमता = KQ/आर