- Home
- Standard 11
- Physics
સ્થિતિઊર્જા અને ગુરુત્વસ્થિતિ ઊર્જાની વ્યાખ્યા આપો અને $m$ દળના પદાર્થની ગુરુત્વસ્થિતિ ઊર્જાનું સૂત્ર મેળવો.
Solution
ગુરુત્વસ્થિતિ ઊર્જા : આપેલા સ્થાને પદાર્થમાં સંગ્રહ પામેલી ઊર્જાને સ્થિતિઊર્જા કહે છે.
જે પદાર્થ પર બળો લાગવાથી તેનું સ્થાન બદલાતું હોય તો આ બળો વડે પદાર્થ પર થયેલું કાર્ય સ્થિતિઊર્જાના ફેરફાર જેટલું હોય છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ બળ સંરક્ષીબળ છે. આ બળ દ્વારા મળતી સ્થિતિઊર્જાને ગુરુત્વીયસ્થિતિ ઊર્જા કે છે. જેની વ્યાખ્યા નીચે મુજબ છે.
“અનંત અંતરેથી $m$ દળના પદાર્થને બીજા કોઈ પદાર્થના ગુરુત્વાકર્ષી ક્ષેત્રમાં આપેલા બિંદુએે લાવવા માટે કરવા પડતા કાર્યને પદાર્થની તે બિંદુ ગુરુત્વસ્થિતિ ઉર્જા કહે છે."
પૃથ્વીની સપાટીથી પૃથ્વીની ત્રિજ્યા કરતાં નાના અંતરોએ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ લગભગ અચળ ગણી શકાય છે અને આ બળ પૃથ્વીના કેન્દ્ર તરફ લાગતું ગણી શકાય છે.
પૃથ્વીની સપાટીથી $h_{1}$ ઊંચાઈએથી $h_{2}$ ઉંચાઈએ $m$ દળના પદાર્થને લઈ જતાં કરવું પડતું કાર્ય $W_{12}$ હોય તો,
$W _{12}=$ બળ $\times$ સ્થાનાંતર
$W _{12}=m g\left(h_{2}-h_{1}\right)$
જે પૃથ્વીની સપાટીથી $h$ ઉંચાઈએ ગુરુત્વસ્થિતિ ઊર્જા $W (h)$ ક્હીએ તો,
$W (h)$$=m g h+ W _{0}$
$W (h_1)$$=m g h_{1}+ W _{0}$ અને
$W (h_2)$$=m g h_{2}+ W _{0}$
$\therefore W \left(h_{2}\right)- W \left(h_{1}\right)=m g\left(h_{2}-h_{1}\right)$
$\therefore$ સમી. $(1)$ પરથી
$\quad W _{12}= W \left(h_{2}\right)- W \left(h_{1}\right)$