વિધુતબળ સંરક્ષી છે તેમ સમજાવો અને સ્થિતવિધુત સ્થિતિઊર્જાની વ્યાખ્યા લખો.
વિદ્યુતબળની વિરુદ્ધમાં જ્યારે કોઈ બાહ્ય બળની અસર હેઠળ વિદ્યુતભારને એક બિદુથી બીજા બિદુએ લર્ઈ જવા માટે જે કાર્ય કરે છે તે કાર્ય વિદ્યુતભારની સ્થિતિઊર્જ્રા રૂપે સંગ્રહ પામે છે અને જ્યારે બળ દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે વિદ્યુતભાર ગતિઊર્જા પ્રાપ્ત કરે છે અને ગતિઊર્જાના મૂલ્ય જેટલી જ વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જાગુમાવે છે.એટલે કે,ગતિઊર્જા અને વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જાનું સંરક્ષણ થાય છે તેથી વિદ્યુતબળ એ સંરક્ષી બળ છે.
સ્થિતવિદ્યુત સ્થિતિઊર્જાની વ્યાખ્યા : "અનંત અંતરેથી વિદ્યુતક્ષેત્રમાંના કોઈ પણ બિંદુ સુધી એકમ ધન વિદ્યુતભારને વિદ્યુતક્ષેત્ર ની વિરુદ્ધ અચળ ઝડપે ગતિ કરાવીને લાવતાં કરવા પડતાં કાર્યને તે બિંદુ પાસેની સ્થિતિઊર્જા કહે છે "
$+q$ અને $-q$ વિદ્યુતભારો બિંદુ $A$ અને $ B$ આગળ $2L$ અંતરે મૂકેલા છે. $C$ એ $A$ અને $B$ ની વચ્ચેનું મધ્યબિંદુ છે. $+Q$ વિદ્યુતભારને અર્ધ વર્તૂળ $CRD$ માર્ગ ગતિ કરવા માટે થતું કાર્ય ....... છે.
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)$
હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રૉન અને પ્રોટોન $0.53\; \mathring A:$ અંતરે એકબીજા સાથે બંધિત અવસ્થામાં છે.
$(a)$ ઇલેક્ટ્રૉન અને પ્રોટોન વચ્ચેના અનંત અંતર માટે સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય લઈને આ તંત્રની સ્થિતિઊર્જાનો evમાં અંદાજ કરો.
$(b)$ ઇલેક્ટ્રૉનને મુક્ત કરવા માટે કેટલું લઘુત્તમ કાર્ય કરવું પડે?તેની કક્ષામાંની ગતિ ઊર્જા $(a)$ માં મળેલી સ્થિતિઊર્જા કરતાં અડધી છે તેમ આપેલ છે.
$(c)$ બંને વચ્ચેના $1.06\;\mathring A$ અંતર માટે સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય લેવામાં આવે તો ઉપર $(a)$ અને $(b)$ માટેના જવાબો શું હશે?
ત્રણ વિધુતભારોના તંત્રની વિધુતસ્થિતિઊર્જાનું સૂત્ર મેળવો.
નીચેના પૈકી કયું વિધાન સાચું છે ?