সম্ভাব্য শক্তি এবং দূরত্বের মধ্যে সম্পর্ক: বিস্তারিত তথ্য

এই নিবন্ধে, আমরা সম্ভাব্য শক্তি এবং দূরত্বের মধ্যে সম্পর্ক নিয়ে আলোচনা করতে যাচ্ছি।

সিস্টেমে যে ধরণের শক্তি কাজ করে তার উপর নির্ভর করে সম্ভাব্য শক্তি দূরত্বের সাথে বৃদ্ধি বা হ্রাস করতে পারে। বিকর্ষণকারী শক্তির জন্য, সম্ভাব্য শক্তি হ্রাস পাবে এবং আকর্ষণীয় শক্তির জন্য, সম্ভাব্য শক্তি দূরত্ব বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পাবে।

কণার মধ্যে দূরত্বের সাথে কি সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি পায়

যে কোনো সিস্টেমের সম্ভাব্য শক্তি সত্যই দূরত্বের উপর নির্ভর করে বস্তুর উপর ক্রিয়াশীল শক্তির প্রকারের উপর নির্ভর করে। সম্ভাব্য শক্তি অনস্বীকার্যভাবে দূরত্বের উপর নির্ভর করে এবং একে অপরের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। যদি উভয়ের মধ্যে বল আকর্ষনীয় হয় তবে সম্ভাব্য শক্তি উভয়ের মধ্যে দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে বাড়বে এবং বলটি যদি বিকর্ষণীয় হয় তবে সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি পাবে এবং তাদের মধ্যে দূরত্ব কমবে।

দূরত্বের পরিবর্তন কীভাবে সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করবে সে সম্পর্কে আমাদের আলোচনার বিস্তারিত আলোচনা করা যাক।

মাধ্যাকর্ষণ:

পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কারণে পৃথিবীর কাছাকাছি এবং পৃষ্ঠে উপস্থিত সমস্ত বস্তুর উপর একটি দুর্বল মহাকর্ষীয় টান অনুভূত হয়। পৃথিবীর পৃষ্ঠে যে কোনো বস্তুর সম্ভাব্য শক্তি সবসময় শূন্যের সমান। যে কোনো বস্তুর সাথে সম্পর্কিত সম্ভাব্য শক্তি নির্ভর করে মহাকর্ষের কারণে বস্তুর ওজন এবং মাটি থেকে বস্তুর উচ্চতার ওপর। এইভাবে সম্ভাব্য শক্তিকে চিহ্নিত করা হয়:-

V=mgh

এটি দেখায় যে সম্ভাব্য শক্তি মাটির উপরে বস্তুর উচ্চতার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। কিন্তু, পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তি এটিকে ঘিরে থাকা বস্তুর উপর প্রয়োগ করা হলে, বস্তুটিকে পৃথিবীর পৃষ্ঠের দিকে টেনে নেওয়া হয় এবং সেই সময় বস্তুর সম্ভাব্য শক্তিকে ব্যবহার করা হয় মাটিতে ফিরে আসার জন্য এবং সম্ভাব্য শক্তিকে গতিতে রূপান্তরিত করে। শক্তি যা বস্তুটিকে মাটিতে ত্বরান্বিত করে। এটি সর্বজনীন সত্য যে সমস্ত বস্তুই সর্বনিম্ন সম্ভাব্য শক্তির স্তর দখল করে থাকে।

মহাকাশে দুটি দেহের মধ্যে মহাকর্ষ সম্ভাব্য শক্তি:

মহাকাশের দুটি দেহের উপর যে অভিকর্ষ বল প্রয়োগ করা হয় তা উভয়ের মধ্যকার দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। এটি সূত্র দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়

F=G*(মি1m2)/আর2

যেখানে G হল একটি মহাকর্ষীয় ধ্রুবক।

মহাকর্ষীয় বলের কারণে ভরের সম্ভাব্য শক্তি হল দুটি ভরের মধ্যে আকর্ষণীয় বলের অভিজ্ঞতার অবিচ্ছেদ্য মান এবং তাই আমরা লিখতে পারি

বিভবশক্তি -

CodeCogsEqn 24 3

CodeCogsEqn 25 3

উপরের সমীকরণ থেকে, আমরা বলতে পারি যে দুটি দেহের সম্ভাব্য শক্তি একটি রেখায় সংযুক্ত দুটির মধ্যে দূরত্বের উপর নির্ভর করে। নেতিবাচক চিহ্নটি নির্দেশ করে যে কাজটি নেতিবাচক এবং তাই বলটি একটি আকর্ষণীয় শক্তি। অতএব, উভয়ের মধ্যে দূরত্ব বাড়লে কাজ কম হবে এবং সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি পাবে।

এটি স্পষ্টভাবে দেখায় যে, স্বর্গীয় বস্তুর মধ্যে দূরত্ব বড় হলে, এর অর্থ হল স্বর্গীয় বস্তুর সাথে যুক্ত সম্ভাব্য শক্তিও বেশি।

বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য শক্তি:

বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা হল প্রতি ইউনিট চার্জের পরিমাণ, যেখানে বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য শক্তি হল চার্জযুক্ত কণাকে দূর থেকে সেই বিন্দুতে আনতে প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ।

একটি চার্জ কণা q বিবেচনা করুন1 বিন্দু চার্জ থেকে 'r' দূরত্বে রাখা 1C এর ধনাত্মক চার্জ থাকা।

সম্ভাব্য শক্তি এবং দূরত্বের মধ্যে সম্পর্ক
উৎস থেকে 'r' দূরত্বে চার্জ কণা

তাহলে একটি চার্জের সম্ভাব্যতা q1হবে

CodeCogsEqn 26 2

যখন পয়েন্ট চার্জ একটি চার্জ q দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়2 q এর মতো একই চার্জ থাকা1 তারপর চার্জে বল অভিজ্ঞতা q1 q এর কারণে2 এবং চার্জে q2 q এর কারণে1 is

CodeCogsEqn 27 2
32 চিত্র
একটি দূরত্ব 'r' দ্বারা পৃথক দুটি সমান চার্জ

যেহেতু কণার সাথে যুক্ত সম্ভাব্য শক্তি কণার উপর কাজ করে এমন সমস্ত শক্তির অবিচ্ছেদ্য ফলাফল। অতএব, সম্ভাব্য শক্তি সমান হবে

CodeCogsEqn 28 1

এই ক্ষেত্রে, দুটি চার্জের মধ্যে বিভাজন যত বাড়বে, দূরত্বের সাপেক্ষে সম্ভাব্য শক্তি হ্রাস পাবে। যেহেতু দুটি সমান চার্জ একে অপরের থেকে দূরে সরে যাবে, তাই দুটি চার্জকে একে অপরের কাছাকাছি আনতে বড় সম্ভাব্য শক্তির প্রয়োজন হয়।

এখন, যদি উৎসে রাখা চার্জটি ঋণাত্মকভাবে চার্জ করা হয়, তবে প্রতিটি কণার উপর সমানভাবে প্রয়োগ করা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বল হবে

CodeCogsEqn 27
33 চিত্র
একটি দূরত্ব 'r' দ্বারা পৃথক দুটি বিপরীত চার্জযুক্ত কণা
CodeCogsEqn 29 2

সার্জারির সম্ভাব্য শক্তির নেতিবাচক চিহ্ন ইঙ্গিত করে যে দুটি বিপরীত চার্জ কণার মধ্যে বল আকর্ষণীয়। এই ক্ষেত্রে, দুটি চার্জ কণার মধ্যে দূরত্ব বাড়লে কণাগুলির একে অপরকে আকর্ষণ করার জন্য সম্ভাব্য শক্তির উৎপন্ন শক্তিও বাড়বে।

বসন্তের কারণে সম্ভাব্য শক্তি:

34 চিত্র
স্ট্রিং সঙ্গে সংযুক্ত কাঠের ব্লক

স্প্রিং এর এক প্রান্তে 'm' ভরের একটি কাঠের ব্লক বিবেচনা করুন যার স্প্রিং ধ্রুবক মান 'k' এবং স্প্রিং এর আরেকটি প্রান্ত অনমনীয় প্রাচীরের সাথে সংযুক্ত। কাঠের ব্লকটিকে প্রারম্ভিক অবস্থান থেকে 'x' দূরত্বে স্থানচ্যুত করার জন্য চিত্রে দেখানো মত দিকটিতে বল প্রয়োগ করা হয়। স্ট্রিং এর সাথে সংযুক্ত কাঠের ব্লক টানতে যে বল প্রয়োজন তা হল kx। একটি ব্লক পর্যাপ্ত সম্ভাব্য শক্তি অর্জন করবে যা মুক্তি পেলে গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয় এবং স্প্রিং এর স্থিতিস্থাপক বৈশিষ্ট্যের কারণে একটি ব্লক শক্ত প্রাচীরের দিকে কিছুটা সরে যাবে।

বসন্তের সম্ভাব্য শক্তি স্প্রিং দ্বারা করা কাজের সমান এবং বসন্তের কারণে ভরের উপর কাজ করে এমন শক্তির অবিচ্ছেদ্য হিসাবে দেওয়া হয়। অতএব,

 

CodeCogsEqn 30 2

যদি স্ট্রিংয়ের সাথে সংযুক্ত ভরটিকে আরও টানানো হয়, তাহলে সম্ভাব্য শক্তিও স্থানচ্যুতির বর্গ দ্বারা বৃদ্ধি পাবে।

আরও পড়ুন সম্পর্কে বিভবশক্তি.

কিভাবে একটি বস্তুর ভর এবং দূরত্ব সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করে

আলবার্ট আইনস্টাইন দ্বারা বর্ণিত ভর-শক্তি সমতুল্য সম্পর্ক অনুসারে এবং E=mc সমীকরণ দ্বারা প্রণয়ন করা হয়েছে2; বস্তুর ভর তার সাথে যুক্ত শক্তির সাথে সম্পর্কযুক্ত। বস্তুর মধ্যে সঞ্চিত অভ্যন্তরীণ শক্তি হল এর সম্ভাব্যতা। যেকোনো কাজ করার জন্য এই শক্তিকে অন্য কোনো শক্তিতে রূপান্তরিত করে এই সম্ভাব্য শক্তিকে কাজে লাগানো হয়।

উপরে দেখা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, সম্ভাব্য শক্তি দূরত্বের সাথে হ্রাস পায় কারণ সম্ভাব্য শক্তি বস্তু এবং উত্সের মধ্যে বা দুটি বস্তুর মধ্যে দূরত্বের বিপরীত সমানুপাতিক। কিন্তু আমরা এটাও লক্ষ্য করেছি যে যখন দুটি দেহের মধ্যে বল আকর্ষনীয় হয় তখন সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি পায় কারণ উভয়কে আলাদা করার দূরত্ব বৃদ্ধি পায়।

কেন দূরত্বের সাথে সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি পায়

যদি দুটি বস্তুকে আলাদা করার দূরত্ব বাড়ে তাহলে সম্ভাব্য শক্তিও বাড়বে যদি দুটি বস্তুর মধ্যে ক্রিয়াশীল বল একটি আকর্ষণীয় বল হয়। এই কারণ; বস্তুগুলিকে একে অপরের থেকে দূরে রাখতে কম এবং কম শক্তির প্রয়োজন হবে যদি আমরা উভয়ের মধ্যে দূরত্ব বাড়াতে থাকি যেহেতু বল কমে যায় তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গক্ষেত্রে।

সিস্টেম দ্বারা করা কাজ কাজ করার জন্য প্রয়োজনীয় সম্ভাব্য শক্তির অনুরূপ। যদি একে অপরের কাছে আকর্ষণীয় দুটি দেহ একে অপরের কাছাকাছি রাখা হয়, তবে দুটি বস্তুকে কাছাকাছি আনতে খুব কম সম্ভাব্য শক্তির প্রয়োজন হবে। যদি মৃতদেহগুলি দূরে থাকে তবে একই কাজ করার জন্য আরও সম্ভাবনার প্রয়োজন হবে। দুটি বস্তুর মধ্যে দূরত্ব বড় হলে আরও বেশি সম্ভাব্য শক্তির প্রয়োজন হবে।

আরও পড়ুন সম্পর্কে সম্ভাব্য শক্তির 20+ উদাহরণ: বিস্তারিত তথ্য.

সচরাচর জিজ্ঞাস্য

একটি স্প্রিং ধ্রুবক 25Nm বিশিষ্ট স্ট্রিংয়ের সম্ভাব্য শক্তি খুঁজে বের করুন-1 এবং স্থানচ্যুতি 20 সেমি।

প্রদত্ত:

k=25Nm-1

x=20cm=0.2m

CodeCogsEqn 31 2

সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চিত 20 সেন্টিমিটার দূরত্বে প্রসারিত একটি স্ট্রিংয়ে 0.5 জে।

আকর্ষক বলের সম্ভাব্য শক্তি ঋণাত্মক হয় কেন?

আকর্ষণীয় বলগুলিতে, কণাগুলি একে অপরের কাছে টানতে আকর্ষণের শক্তি প্রয়োগ করে। তাদের উভয়কে সীমিত দূরত্বে রাখার জন্য কাজ করতে হবে।

এটি করার জন্য প্রয়োগ করা বল দুটি কণার মধ্যে আকর্ষণ বলের বিরোধিতা করে এবং তাই আকর্ষণীয় বলের বিরোধিতা করার জন্য কাজটি করা হয়। যেহেতু সম্ভাব্য শক্তি প্রয়োগ করা কাজের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, তাই এটি নেতিবাচক।

এছাড়াও পড়ুন:

মতামত দিন