यांत्रिक ऊर्जा के लिए गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा: कैसे परिवर्तित करें, कब, कहां, उदाहरण और तथ्य

गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में अपनी स्थिति के कारण ऊर्जा धारण करने वाली कोई भी वस्तु गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा कहलाती है।

ऊर्जा संरक्षण के नियम से, गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने में स्थिर शरीर को कार्य करने के लिए गति देना शामिल है। तो इस पोस्ट में, आप गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा के यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरण और तथ्यों के बारे में अधिक जानेंगे।

यांत्रिक कार्य या तो गतिज या स्थितिज ऊर्जा के रूप में हो सकता है।

गुरुत्वाकर्षण क्षमता और यांत्रिक ऊर्जा कैसे संबंधित हैं?

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम बताता है कि ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में कैसे बदला जा सकता है। यह पर्याप्त है गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा के बीच संबंध को जानें और यांत्रिक ऊर्जा।

वस्तु का द्रव्यमान और वस्तु को जमीनी स्तर से किस ऊंचाई पर रखा गया है, गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा का वर्णन करता है। जब वस्तु का द्रव्यमान और ऊँचाई बढ़ती है, तो वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा अधिक होती है; जब इसे अधिकतम ऊंचाई से छोड़ा जाता है, तो वस्तु द्वारा अर्जित वेग अधिक होगा; इस प्रकार, यांत्रिक ऊर्जा भी अधिक है।

इसका अर्थ है कि गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा और यांत्रिक ऊर्जा में रैखिक आनुपातिकता संबंध होता है।

गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में कैसे परिवर्तित किया जाता है?

कार्य-ऊर्जा प्रमेय हमेशा ऊर्जा को परिवर्तित करके सिस्टम पर किए गए यांत्रिक कार्य को निर्दिष्ट करता है। इस सिद्धांत का उपयोग करते हुए, गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

हवा में वस्तुओं में वस्तु के अंदर संग्रहीत अधिकतम गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा होती है। जब इसे गिराने के लिए बनाया जाता है, तो संचित ऊर्जा मुक्त हो जाती है और यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त करके कार्य करने के लिए तैयार हो जाती है।

गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में कब परिवर्तित किया जाता है?

कोई भी वस्तु तब तक हिलती नहीं है जब तक कि कोई बाहरी बल उन्हें ट्रिगर न कर दे।

मान लीजिए कि किसी वस्तु को एक निश्चित ऊंचाई पर रखा गया है; वस्तु में अधिकतम गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा होती है। यदि उन पर कोई बाहरी बल लगाया जाता है, तो वे गुरुत्वाकर्षण द्वारा अपनी संग्रहीत संभावित ऊर्जा को मुक्त करके गिरना शुरू कर देंगे। गिरने वाली वस्तु में गतिज ऊर्जा होती है।

वस्तु द्वारा अर्जित गतिज ऊर्जा वस्तु पर लगाया गया कार्य है, इस प्रकार, गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा को परिवर्तित करना यांत्रिक ऊर्जा को।

गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में कहाँ परिवर्तित किया जाता है?

ऊंचाई में वृद्धि के रूप में गुरुत्वाकर्षण क्षमता बढ़ जाती है। इसलिए जब वस्तु को अधिकतम ऊंचाई पर रखा जाता है, तो अधिकतम यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त करने की संभावना अधिक होती है।

जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, नीचे की वस्तु को खींचने वाला गुरुत्वाकर्षण बढ़ता जाता है। वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण के बल में यह वृद्धि गतिज ऊर्जा प्राप्त करके उन्हें गति प्रदान करती है। वेग में वृद्धि से वस्तु अपनी संग्रहीत स्थितिज ऊर्जा को स्थानांतरित कर देती है। यह स्थानांतरित संभावित ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा है।

गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा से यांत्रिक ऊर्जा सूत्र

जब गुरुत्वाकर्षण क्षमता का रूपांतरण यांत्रिक को ऊर्जा ऊर्जा उत्पन्न होती है, शरीर गतिज ऊर्जा के साथ गति करना शुरू कर देता है। इस गतिज ऊर्जा और गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा का योग शरीर के पास मौजूद यांत्रिक ऊर्जा है।

समीकरण U=mgh एक पिंड की गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा देता है, जहाँ m शरीर का द्रव्यमान है, g गुरुत्वाकर्षण बल है, और h ऊँचाई है।

गतिज ऊर्जा K=1/2mv . द्वारा दी गई है² जहाँ m द्रव्यमान है और v वेग है। गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा के कारण यांत्रिक ऊर्जा किसके द्वारा दी जाती है?

ई = यू + के; यह अभिव्यक्ति गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा और यांत्रिक ऊर्जा के बीच संबंध का वर्णन करती है।

यांत्रिक ऊर्जा दक्षता के लिए गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा

गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की दक्षता में अधिकतम कार्य करने के लिए बहुत कम मात्रा में गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा शामिल होती है। सूत्र इस प्रकार दिया गया है;

E_आउट परिवर्तित ऊर्जा है, और E_in ऊर्जा का प्रारंभिक रूप है।

चूँकि यांत्रिक ऊर्जा और कुछ नहीं बल्कि गतिज और गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा का योग है, जिसे निकाय की कुल ऊर्जा के रूप में भी जाना जाता है। अतः समीकरण को इस प्रकार लिखा जा सकता है

यांत्रिक ऊर्जा उदाहरणों के लिए गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा

• झरने
• रेकिंग बॉल
• पेड़ पर पके फल
• रोलर कॉस्टर
• लंगर
• बढ़ा हुआ वजन
• हवाई जहाज की उड़ान
• बड़ा चक्का
• बाउंस हुई गेंद
• झूलों
• पहाड़ी की चोटी पर वाहन
• हाइड्रोलिक टर्बाइन
• वजन पैमाना
• पार्क में स्लाइड
• Gravitron

झरने

चट्टान से गिरने से पहले, पानी में गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है; जैसे ही यह गिरता है, इसमें गतिज ऊर्जा होती है। जल में निहित इन दोनों ऊर्जाओं का योग यांत्रिक ऊर्जा है।

रेकिंग बॉल

मलबे की गेंद का उपयोग बड़ी इमारतों को ध्वस्त करने के लिए किया जाता है। जमीन से ऊपर की ऊंचाई पर, गेंद में गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है; यह इमारत पर यांत्रिक कार्य करता है जब इसे गिराया जाता है।

पेड़ पर पके फल

गिरने से पहले पके फल में गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा होती है। जब यह गिरने वाला होता है, तो स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

रोलर कॉस्टर

एक रोलर कोस्टर सवारी जोड़ती है गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा और गतिज ऊर्जा। कार की कुर्सी पर कुछ यांत्रिक कार्य किया जाता है, जो कार की गति के लिए जिम्मेदार होता है।

लंगर

पेंडुलम में झूलने से पहले गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। यह ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है क्योंकि यह स्विंग करना शुरू कर देती है।

बढ़ा हुआ वजन

ऊंचाई के कारण, बढ़े हुए वजन में गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। जब इसे नीचे खींचा जाता है, तो यांत्रिक ऊर्जा क्रिया में आ जाती है।

हवाई जहाज की उड़ान

गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के कारण हवाई जहाज कुशलता से आकाश में उड़ सकते हैं।

बड़ा चक्का

फेरिस व्हील के केबिन का उठना और गिरना गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा के यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरण के कारण होता है।

बाउंस हुई गेंद

जब एक गेंद को एक निश्चित ऊंचाई पर उछाला जाता है, तो उसमें गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। वापस उछलते समय गेंद को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करके उसकी गति को बढ़ाया जाता है।

झूलों

झूलों को खेलते समय अधिक ऊंचाई से जमीनी स्तर की ओर बढ़ते हुए सभी को अधिकतम गति का अनुभव होता है। यह गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा के यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरण के कारण है।

पहाड़ी की चोटी पर वाहन

यदि आप अपने वाहनों को पहाड़ी की चोटी पर पार्क करते हैं, तो इसमें अधिकतम गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। नीचे जाते समय यह गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। गतिज ऊर्जा की क्रिया यांत्रिक ऊर्जा द्वारा की जाती है।

हाइड्रोलिक टर्बाइन

एक निश्चित ऊंचाई से गिरने वाले पानी के कारण टरबाइन घूमने लगती है। प्रारंभ में, पानी में गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा होती है, जो यांत्रिक क्रिया करने के लिए टरबाइन पर काम करती है।

वजन पैमाना

पारंपरिक वजन पैमाने की संतुलन क्रिया में गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलना शामिल है।

पार्क में स्लाइड

ऊंचाई के कारण, स्लाइड के शीर्ष पर स्थित बच्चे में गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। जैसे ही वह नीचे की ओर खिसकता है, वह तेज होने लगता है, जो यांत्रिक ऊर्जा का रूप है।

Gravitron

एक ग्रेविट्रॉन केन्द्रापसारक बल और मनोरंजन पार्क में कार्यरत शून्य-गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत पर काम करता है। जब गुरुत्वाकर्षण तेज होने लगता है, तो गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा काम करने के लिए यांत्रिक ऊर्जा में बदल जाती है और व्यक्ति को गिरने से बचाती है।

निष्कर्ष

इस पोस्ट से, हमें पता चलता है कि गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा का यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरण गतिज ऊर्जा के उत्पादन के माध्यम से होता है।

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