गतिज और स्थितिज ऊर्जा (Kinetic and Potential Energies)
1. गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)
गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy) वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु में उसकी गति के कारण होती है। किसी वस्तु की गतिज ऊर्जा उस वस्तु के द्रव्यमान और उसकी चाल के वर्ग पर निर्भर करती है। इसका सूत्र इस प्रकार है:
KE = (1/2)mv2
जहाँ:
- KE = गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)
- m = वस्तु का द्रव्यमान (Mass of the Object)
- v = वस्तु की चाल (Velocity of the Object)
उदाहरण (Example)
यदि किसी 2 किग्रा वस्तु की चाल 3 मीटर/सेकंड है, तो उसकी गतिज ऊर्जा होगी:
KE = (1/2) × 2 × (3)2 = 9 जूल
2. स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)
स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy) वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु में उसकी स्थिति या संरचना के कारण संचित होती है। गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा (Gravitational Potential Energy) का उपयोग अक्सर ऊंचाई पर रखी वस्तुओं के लिए किया जाता है। इसका सूत्र है:
PE = mgh
जहाँ:
- PE = स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)
- m = वस्तु का द्रव्यमान (Mass of the Object)
- g = गुरुत्वाकर्षण त्वरण (Gravitational Acceleration)
- h = ऊँचाई (Height)
उदाहरण (Example)
यदि एक 5 किग्रा वस्तु को 10 मीटर ऊँचाई पर रखा गया है, और g = 9.8 मीटर/सेकंड2 है, तो उसकी स्थितिज ऊर्जा होगी:
PE = 5 × 9.8 × 10 = 490 जूल
3. गतिज और स्थितिज ऊर्जा का संबंध (Relation Between Kinetic and Potential Energy)
गतिज और स्थितिज ऊर्जा एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब कोई वस्तु ऊपर से गिरती है, तो उसकी स्थितिज ऊर्जा घटती है और गतिज ऊर्जा बढ़ती है। गिरने की अंतिम स्थिति में सारी ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
4. कुल यांत्रिक ऊर्जा (Total Mechanical Energy)
किसी वस्तु की कुल यांत्रिक ऊर्जा, उसकी गतिज और स्थितिज ऊर्जा का योग होती है। यदि कोई बाहरी बल (जैसे घर्षण) कार्य नहीं कर रहा है, तो यह कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।
E = KE + PE
जहाँ:
- E = कुल यांत्रिक ऊर्जा (Total Mechanical Energy)
- KE = गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)
- PE = स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)