संभावित ऊर्जा बनाम संभावित अंतर: विस्तृत तथ्य

इस लेख में, हम संभावित ऊर्जा और संभावित अंतर के बीच अंतर देखेंगे।

संभावित ऊर्जा प्रणाली में संग्रहीत ऊर्जा है जबकि संभावित अंतर दो बिंदुओं पर क्षमता के बीच का अंतर है।

संभावित ऊर्जा बनाम संभावित अंतर

संभावित और संभावित ऊर्जा पर कुछ तथ्य

• RSI दो स्थितियों के बीच अलग-अलग क्षमता के कारण सिस्टम द्वारा अर्जित ऊर्जा प्रणाली पर संभावित ऊर्जा है।
• जमीन के ऊपर एक निश्चित ऊंचाई पर वस्तु, जिसका अपना है दूरी के साथ स्थितिज ऊर्जा घटती जाती है जैसे ही यह जमीन के करीब पहुंचता है।
• RSI गुरूत्वीय पृथ्वी की स्थितिज ऊर्जा वस्तुओं को पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र की ओर खींचती है, जिससे परिवर्तित होने वाली वस्तु की संभावित ऊर्जा कम हो जाती है। यह जमीन की ओर बढ़ते हुए गतिज ऊर्जा में बदल जाता है।
• एक परमाणु में, सबसे कम क्षमता वाला क्षेत्र नाभिक के पास मौजूद होता है, और एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन कम संभावित ऊर्जा प्राप्त करने वाले नाभिक के पास होते हैं।
• एक बार जब इलेक्ट्रॉन पर्याप्त संभावित ऊर्जा का निर्माण कर लेता है तो यह अस्थिर हो जाता है और उच्च ऊर्जा स्तर में कूद जाता है, अपनी ऊर्जा को मुक्त करके परमाणु के निचले ऊर्जा स्तर पर वापस आ जाता है।
• संभावित ऊर्जा 5 मुख्य विभिन्न श्रेणियों में उपलब्ध है; गुरुत्वाकर्षण, विद्युत, परमाणु, लोचदार और रासायनिक।
• विद्युत आवेश अपनी ऊर्जा को उच्च ऊर्जा अवस्था में रोमांचक स्थिति में संचारित करने के बाद उच्च क्षमता स्तर से निम्न संभावित स्तर तक चले जाते हैं।
• कैपेसिटर के मामले में, विपरीत चार्ज वाहक प्लेटों के अलग होने के कारण संभावित अंतर उत्पन्न होता है, प्लेटों के अलग होने के कारण कार्य करने के लिए संधारित्र के अंदर स्थितिज ऊर्जा जमा हो जाती है।
• क्लोज लूप कंडक्टर पर स्थितिज ऊर्जा हमेशा शून्य होती है।
• लोचदार सामग्री में, संभावित ऊर्जा को खींचकर या संपीड़ित करके संग्रहीत किया जा सकता है.

आइए हम प्रकृति में कुछ मौलिक शक्तियों के संभावित ऊर्जा और संभावित अंतर संबंधों का मूल्यांकन करें: -

गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा और संभावित अंतर

संभावित ऊर्जा वह ऊर्जा है जिसे विस्थापित करने के लिए आवश्यक है इकाई द्रव्यमान एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक। RSI गुरुत्वाकर्षण के कारण वस्तु से जुड़ी संभावित ऊर्जा संबंध द्वारा दिया जाता है

यू=एमघ

चूँकि, पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण के कारण वस्तु का भार वस्तु के द्रव्यमान का गुणनफल बन जाता है और गुरुत्वाकर्षण के कारण उसका त्वरण जो स्थिर होता है, एकमात्र चर ऊँचाई है। इसलिए, वस्तु की स्थितिज ऊर्जा मुख्य रूप से जमीन के ऊपर से वस्तु के उठने और गिरने पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे वस्तु पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव का विरोध करती है, जमीन और वस्तु के बीच अलगाव की दूरी बढ़ जाती है, यह अपनी क्षमता हासिल करना शुरू कर देता है।

गुरुत्वाकर्षण संभावित अंतर इकाई द्रव्यमान को स्थानांतरित करने में किया गया कार्य है और द्वारा दिया गया है

Δयू = कार्य / एम

हमने ऊपर देखा है कि केवल परिवर्तनशील मात्रा ही जमीन के ऊपर से वस्तु की ऊंचाई है

यू = मिलीग्राम / Δएच

जहाँ h ऊँचाई में परिवर्तन है

U संभावित अंतर है

चूँकि M और m द्रव्यमान वाली दो वस्तुओं के बीच 'r' दूरी से अलग किया गया गुरुत्वीय बल किसके द्वारा दिया जाता है?

एफ = जी * (मिमी) / आर²

गुरुत्वाकर्षण के कारण वस्तुओं पर किया गया कार्य

कार्य = ∫F.dr

कार्य =-जीएमएम/आर²

चूंकि संभावित अंतर प्रति इकाई द्रव्यमान में किया गया कार्य है

पर और अधिक पढ़ें गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा.

विद्युत संभावित ऊर्जा और संभावित अंतर

विद्युतीय संभाव्यता ऊर्जा आवेशित कण को ​​अनंत से विचार के बिंदु तक लाने के लिए आवश्यक ऊर्जा है। यह इकाई आवेश लाने में कण पर किए गए कार्य के बराबर है।

आवेश q . के दो बिंदु आवेशों पर विचार करें₁ और क्यू₂ उनके बीच दूरी 'r' से अलग किया गया।

दो आवेशों के बीच कार्य करने वाला बल q₁ और क्यू₂ के बराबर है

चार्ज q . लाने में काम किया जाता है₁ बिंदु 's' पर r . की दूरी पर₂. कार्य आवेश को विस्थापित करने के लिए आवश्यक बल है q₁ दूर तक₂.

कार्य = बल*विस्थापन

अतः कण को ​​r . से विस्थापित करने के लिए किया गया कार्य₁ करने के लिए₂ is

किया गया कार्य आवेश की स्थितिज ऊर्जा के बराबर होता है।

दो बिंदुओं के बीच संभावित ऊर्जा के बीच का अंतर कार्य की क्रिया के परिणामस्वरूप होने वाला संभावित अंतर है।

विद्युत क्षमता प्रति यूनिट चार्ज की संभावित ऊर्जा है; संबंध द्वारा दिया गया

वी = यू / क्यू
जहाँ V एक विभव है
यू संभावित ऊर्जा है
क्यू एक चार्ज है

मतलब यू=क्यूवी

इसलिए, उपरोक्त संबंध से, विद्युत क्षमता बराबर होगी

लोचदार संभावित ऊर्जा और संभावित अंतर

जब लोचदार सामग्री को बढ़ाया या संकुचित किया जाता है, तो यह संभावित ऊर्जा प्राप्त करता है। प्राप्त स्थितिज ऊर्जा की मात्रा सामग्री की लंबाई में परिवर्तन पर निर्भर करती है। लोचदार घटक की स्थिर स्थितिज ऊर्जा किसके द्वारा दी जाती है

यू = (1/2) केएक्स²

जहाँ k एक लोचदार स्थिरांक है और x खिंचाव या संपीड़न के कारण विस्थापन है।

संभावित अंतर वस्तु की स्थिति में परिवर्तन या वस्तु को फैलाने या संपीड़ित करने के लिए लगाए गए भार से वस्तु में संग्रहीत संभावित ऊर्जा के बीच का अंतर है।

इसलिए, संभावित अंतर को के रूप में मापा जाता है

यू=(1/2)kΔx²

जहां x=x₂-x₁

एस आई यूनिट

स्थितिज ऊर्जा का SI मात्रक जूल है। के लिए एसआई इकाई गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा एनएम/किग्रा है। जबकि, संभावित अंतर की SI इकाइयाँ वोल्ट को जूल प्रति कूलम्ब J/C के रूप में भी लिखा जाता है। 1C के एकांक आवेश को विस्थापित करने के लिए एक वोल्ट 1 J ऊर्जा प्रति के बराबर होता है।

पर और अधिक पढ़ें संभावित ऊर्जा को क्या प्रभावित करता है: विस्तृत तथ्य.

आम सवाल-जवाब

Q1। 2 वोल्ट के विभवान्तर वाले बिंदु A से बिंदु B पर विस्थापित करने के लिए 10C आवेश द्वारा किए गए कार्य की गणना कीजिए।

दिया हुआ:

चार्ज क्यू = 2 सी

संभावित अंतर वी = 10 वी

वी = डब्ल्यू \ क्यू

=> डब्ल्यू = क्यूवी

=2सी*10वी=20 जे

Q2। 2m ऊँचाई पर गेंद की स्थितिज ऊर्जा 4J है। अगर गेंद को हवा में फेंका जाता है। जमीन से 10 मीटर की ऊंचाई प्राप्त करने वाली गेंद के संभावित अंतर की गणना करें।

ऊँचाई पर गेंद की स्थितिज ऊर्जा 1J है।

अतः गेंद का द्रव्यमान 204 ग्राम है।

10 मीटर की ऊँचाई तक पहुँचने पर गेंद की स्थितिज ऊर्जा हो जाती है

यू=एमजीएच=0.204*9.8*10=20जे

इसलिए, संभावित अंतर है

= यू₂-U₁= 10-4 = 6

परमाणु संभावित ऊर्जा क्या है?

नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, इस प्रकार नाभिक में एक धनात्मक आवेश जुड़ता है और इसलिए इलेक्ट्रॉन नाभिक की ओर बने रहते हैं।

यह संभावित ऊर्जा है जो नाभिक में न्यूट्रॉन और प्रोटॉन को बांधे रखती है। दौरान नाभिकीय संलयन, नाभिक ऊर्जा प्राप्त करता है जबकि परमाणु विखंडन पर नाभिक उत्पादों के साथ ऊर्जा देता है।

रासायनिक स्थितिज ऊर्जा क्या है?

रासायनिक स्थितिज ऊर्जा आणविक बंधों द्वारा अर्जित ऊर्जा है।

एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के दौरान, बंधन टूट जाते हैं, और ऊर्जा निकलती है, जबकि एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा को नए बंधन बनाने के लिए परिवेश से प्राप्त किया जाता है।

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