$(a)$ $(-9 \,cm, 0, 0)$ અને $(9\, cm, 0, 0)$ સ્થાનોએ રહેલા બે વિદ્યુતભારો અનુક્રમે $7\,\mu C$ અને $-2\, \mu C$ ના તંત્રની (બાહ્યક્ષેત્ર વિના) સ્થિત વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જા શોધો.
$(b) $ આ બે વિદ્યુતભારોને એકબીજાથી અનંત અંતર સુધી જુદા પાડવા માટે કેટલું કાર્ય જરૂરી છે ?
$(c)$ ધારો કે આ વિદ્યુતભારોના તંત્રને બાહ્ય વિદ્યુતક્ષેત્ર $E =A(1/r^2)$ માં મૂકવામાં આવે છે. જ્યાં, $A=9\times 10^5\,NC^{-1}\,m^2$ છે, તો આ તંત્રની વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જા કેટલી હશે ?
$(a)$ $(-9 \,cm, 0, 0)$ અને $(9\, cm, 0, 0)$ સ્થાનોએ રહેલા બે વિદ્યુતભારો અનુક્રમે $7\,\mu C$ અને $-2\, \mu C$ ના તંત્રની (બાહ્યક્ષેત્ર વિના) સ્થિત વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જા શોધો.
$(b) $ આ બે વિદ્યુતભારોને એકબીજાથી અનંત અંતર સુધી જુદા પાડવા માટે કેટલું કાર્ય જરૂરી છે ?
$(c)$ ધારો કે આ વિદ્યુતભારોના તંત્રને બાહ્ય વિદ્યુતક્ષેત્ર $E =A(1/r^2)$ માં મૂકવામાં આવે છે. જ્યાં, $A=9\times 10^5\,NC^{-1}\,m^2$ છે, તો આ તંત્રની વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જા કેટલી હશે ?
$(a)$ $U=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \frac{q_{1} q_{2}}{r}=9 \times 10^{9} \times \frac{7 \times(-2) \times 10^{-12}}{0.18}$$=-0.7 \,J$
$(b)$ $W=U_{2}-U_{1}=0-U=0-(-0.7)$$=0.7 \,J$
$(c)$ બે વિદ્યુતભારોની પરસ્પર આંતરક્રિયાની ઊર્જા બદલાતી નથી. ઉપરાંત, બે વિદ્યુતભારોની બાહ્ય વિદ્યુતક્ષેત્ર સાથેની આંતરક્રિયાની ઊર્જા પણ છે. આમ આપણને
$q_{1} V\left( r _{1}\right)+q_{2} V\left( r _{2}\right)$$=A \frac{7\, \mu C }{0.09 \,m }+A \frac{-2\, \mu C }{0.09 \,m }$
મળે અને કુલ વિદ્યુતસ્થિતિ ઊર્જા
$q_{1} V\left( r _{1}\right)+q_{2} V\left( r _{2}\right)+\frac{q_{1} q_{2}}{4 \pi \varepsilon_{0} r_{12}}$$=A \frac{7\, \mu C }{0.09 \,m }+A \frac{-2\, \mu C }{0.09 \,m }-0.7\, J$
$=70-20-0.7=49.3 \,J$
Similar Questions
બે અલગ કરેલી (અવાહકીય) પ્લેટોને સમાન રીતે એવી રીતે વિદ્યુતભારીત કરેલ છે. કે જેથી તેમની વચ્ચેનો સ્થિતિમાન તફાવત $V_2$ - $V_1$ = $20\ V$. પ્લેટ $2$ ઉંચા સ્થિતિમાન છે. પ્લેટોને $= 0.1\ m$ અંતરે અલગ કરેલી અનંત રીત વિશાળ (વિસ્તૃત) ગણી શકાય છે. પ્લેટ $1$ ની અંદરની પસાર પર સ્થિત સ્થિતિએ રહેલા એક ઈલેકટ્રોનને મુક્ત કરવામાં આવે છે. જે જ્યારે પ્લેટને અથડાય ત્યારે તેની ઝડપ કેટલી છે.
$ (e = 1.6 × 10^{-19}\ C, m_0= 9.11 × 10^{-31}\ kg)$
બે અલગ કરેલી (અવાહકીય) પ્લેટોને સમાન રીતે એવી રીતે વિદ્યુતભારીત કરેલ છે. કે જેથી તેમની વચ્ચેનો સ્થિતિમાન તફાવત $V_2$ - $V_1$ = $20\ V$. પ્લેટ $2$ ઉંચા સ્થિતિમાન છે. પ્લેટોને $= 0.1\ m$ અંતરે અલગ કરેલી અનંત રીત વિશાળ (વિસ્તૃત) ગણી શકાય છે. પ્લેટ $1$ ની અંદરની પસાર પર સ્થિત સ્થિતિએ રહેલા એક ઈલેકટ્રોનને મુક્ત કરવામાં આવે છે. જે જ્યારે પ્લેટને અથડાય ત્યારે તેની ઝડપ કેટલી છે.
$ (e = 1.6 × 10^{-19}\ C, m_0= 9.11 × 10^{-31}\ kg)$
$(a)$ $4 \times 10^{-7}\,C$ વિદ્યુતભારથી $9\, cm$ દૂર આવેલા $P$ બિંદુએ સ્થિતિમાનની ગણતરી કરો.
$(b)$ તે પરથી $2\times 10^{-9}\,C$ વિદ્યુતભારને અનંત અંતરેથી $P$ બિંદુએ લાવવા માટે કરેલા કાર્યની ગણતરી કરો. શું જવાબ વિદ્યુતભારને જે માર્ગે લાવવામાં આવે છે તેના પર આધારિત છે ?
$(a)$ $4 \times 10^{-7}\,C$ વિદ્યુતભારથી $9\, cm$ દૂર આવેલા $P$ બિંદુએ સ્થિતિમાનની ગણતરી કરો.
$(b)$ તે પરથી $2\times 10^{-9}\,C$ વિદ્યુતભારને અનંત અંતરેથી $P$ બિંદુએ લાવવા માટે કરેલા કાર્યની ગણતરી કરો. શું જવાબ વિદ્યુતભારને જે માર્ગે લાવવામાં આવે છે તેના પર આધારિત છે ?
બે સમાન વિદ્યુતભાર $x=-a$ અને $x=+a$ $X$- અક્ષ પર મૂકેલાં છે.વિદ્યુતભાર $Q$ ને ઉદ્ગમ બિંદુ પર મૂકેલ છે.હવે,વિદ્યુતભાર $Q$ ને ઘન $X$- દિશા તરફ સૂક્ષ્મ સ્થાનાંતર $x$ કરાવવામાં આવે,તો તેની વિદ્યુતસ્થિતિઊર્જામાં કેટલો ફેરફાર થાય?
બે સમાન વિદ્યુતભાર $x=-a$ અને $x=+a$ $X$- અક્ષ પર મૂકેલાં છે.વિદ્યુતભાર $Q$ ને ઉદ્ગમ બિંદુ પર મૂકેલ છે.હવે,વિદ્યુતભાર $Q$ ને ઘન $X$- દિશા તરફ સૂક્ષ્મ સ્થાનાંતર $x$ કરાવવામાં આવે,તો તેની વિદ્યુતસ્થિતિઊર્જામાં કેટલો ફેરફાર થાય?
- [IIT 2002]
$q_1 = + 2 \times 10^{-8}\ C$ અને $q_2 = -0.4 \times 10^{-8}\ C$ છે, $q_3 = 0.2 \times 10^{-8}\ C$ વિદ્યુતભારને $C$ થી $D$ લઇ જવાથી $q_3$ ની સ્થિતિઊર્જામાં...
$q_1 = + 2 \times 10^{-8}\ C$ અને $q_2 = -0.4 \times 10^{-8}\ C$ છે, $q_3 = 0.2 \times 10^{-8}\ C$ વિદ્યુતભારને $C$ થી $D$ લઇ જવાથી $q_3$ ની સ્થિતિઊર્જામાં...
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $+q$ વિદ્યુતભારને ઉગમબિંદુ $O$ પર મૂકેલો છે. બિંદુ $A \,(0,a) $ આગળથી $-Q$ વિદ્યુતભારને બિંદુ $B\,(a,0)$ પર સુરેખ માર્ગ $AB$ એ લઇ જવા કેટલું કાર્ય કરવું પડે?
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $+q$ વિદ્યુતભારને ઉગમબિંદુ $O$ પર મૂકેલો છે. બિંદુ $A \,(0,a) $ આગળથી $-Q$ વિદ્યુતભારને બિંદુ $B\,(a,0)$ પર સુરેખ માર્ગ $AB$ એ લઇ જવા કેટલું કાર્ય કરવું પડે?
- [AIPMT 2005]