गतिज ऊर्जा गति से संबंधित ऊर्जा है और स्थितिज ऊर्जा एक प्रणाली में स्थिति से संबंधित ऊर्जा है। सामान्य शब्दों में, ऊर्जा कार्य करने की क्षमता है। गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा दोनों ही मौजूदा ऊर्जा के दो बुनियादी प्रकारों का प्रतिनिधित्व करते हैं। कोई अन्य ऊर्जा संभावित ऊर्जा या गतिज ऊर्जा या दोनों के संयोजन का एक अलग संस्करण है। उदाहरण के लिए, यांत्रिक ऊर्जा का संयोजन है गतिज और स्थितिज ऊर्जा.
इस लेख में हम आपको गतिज और स्थितिज ऊर्जा, इसकी विशेषताओं और उदाहरणों के बारे में जानने के लिए आवश्यक सब कुछ बताते हैं।
गतिज और संभावित ऊर्जा
गतिज ऊर्जा
गतिज ऊर्जा गति से जुड़ी ऊर्जा का प्रकार है। जो कुछ भी चलता है उसमें गतिज ऊर्जा होती है। अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (SI) में, गतिज ऊर्जा की इकाई जूज (J) है, जो कार्य के समान इकाई है। एक जूल 1 kg.m2/s2 के बराबर होता है। दैनिक जीवन में गतिज ऊर्जा के प्रयोग के अनेक उदाहरण हैं।
- गेंदबाजी: बॉलिंग वह व्यक्ति है जो 3-7 किग्रा की गेंद को 10 पिन नीचे गिराने के लिए फेंकता है, जो गेंद द्वारा की गई गतिज ऊर्जा पर आधारित होती है, जो गेंद के द्रव्यमान और गति पर निर्भर करती है।
- हवा: हवा गति में हवा से ज्यादा कुछ नहीं है। हवा की गति की गतिज ऊर्जा को पवन टरबाइन का उपयोग करके बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है।
- तापीय ऊर्जा: तापीय ऊर्जा एक प्रणाली में कणों की सूक्ष्म गति से जुड़ी गतिज ऊर्जा है। जब हम पानी या किसी अन्य वस्तु को गर्म करते हैं, तो हम गर्मी हस्तांतरण के माध्यम से गतिज ऊर्जा जोड़ते हैं।
गतिज ऊर्जा
संभावित ऊर्जा एक प्रणाली के भीतर सापेक्ष स्थिति से संबंधित ऊर्जा का प्रकार है, अर्थात एक वस्तु की स्थिति दूसरे के संबंध में। दो अलग-अलग चुम्बकों में एक दूसरे के सापेक्ष संभावित ऊर्जा होती है। SI में, स्थितिज ऊर्जा की इकाई जूज (J) है, जैसा कि गतिज ऊर्जा है। एक जूल 1 kg.m2/s2 के बराबर होता है।
ऊर्जा के लिए हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले कई स्रोत स्थितिज ऊर्जा पर निर्भर करते हैं।
- बांधों में संग्रहित ऊर्जा: किसी ऊंचे जलाशय, जैसे बांध में संग्रहित जल में गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा होती है। जब पानी गिरता है, तो यह संभावित ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित कर देता है जो बांध के तल पर स्थित टर्बाइनों में काम करने में सक्षम होती है। इन टर्बाइनों से उत्पन्न बिजली को स्थानीय वितरण नेटवर्क में वितरित किया जाता है।
- स्प्रिंग्स: जब एक स्प्रिंग को खींचा या संकुचित किया जाता है, तो यह एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा को लोचदार स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करता है। जब स्प्रिंग को छोड़ा जाता है, तो संचित स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
- धनुष और बाण: धनुष और तीर इस बात का उदाहरण हैं कि किस प्रकार लोचदार स्थितिज ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। जब धनुष की डोरी को खींचा जाता है, तो किया गया कार्य तनी हुई डोरी में स्थितिज ऊर्जा के रूप में संचित हो जाता है। जब आप डोरी को ढीला करते हैं, तो डोरी की स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल जाती है, जिसे बाद में तीर में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
- बिजली: विद्युत स्थितिज ऊर्जा का एक रूप है जो एक प्रणाली (विद्युत क्षेत्र) में आवेशों के स्थान से निर्धारित होता है।
गतिज ऊर्जा कैसे काम करती है?
जब कोई वस्तु गति में होती है तो ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उसमें गतिज ऊर्जा होती है। यदि यह किसी अन्य वस्तु से टकराता है, इस ऊर्जा को उसमें स्थानांतरित कर सकता है, इसलिए दूसरी वस्तु भी गति करती है। किसी वस्तु को गति या गतिज ऊर्जा प्राप्त करने के लिए उस पर कार्य या बल लगाना आवश्यक है।
जितना अधिक बल लगाया जाता है, गतिमान वस्तु द्वारा प्राप्त गति और उसकी गतिज ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है। द्रव्यमान का संबंध गति की ऊर्जा से भी है। शरीर का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, गतिज ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी. इसे आसानी से ऊष्मा या अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
गतिज ऊर्जा की विशेषताओं में से हमारे पास है:
- यह ऊर्जा की अभिव्यक्तियों में से एक है।
- इसे एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित किया जा सकता है।
- इसे अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, तापीय ऊर्जा में।
- आंदोलन शुरू करने के लिए आपको बल लगाना होगा।
- यह शरीर की गति और द्रव्यमान पर निर्भर करता है।
गतिज और स्थितिज ऊर्जा का योग यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करता है (ऊर्जा जो किसी वस्तु की स्थिति को उसकी गति से संबंधित करती है)। जैसा कि पहले निर्दिष्ट किया गया है, गतिशीलता आंदोलन को संदर्भित करता है. संभावित शरीर में आराम से संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करता है।
इसलिए, स्थितिज ऊर्जा उसके चारों ओर लगने वाले बल क्षेत्र के संबंध में वस्तु या प्रणाली की स्थिति पर निर्भर करेगी। गतिज ऊर्जा किसी वस्तु की गति पर निर्भर करती है।
संभावित ऊर्जा के प्रकार
गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा
गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में डुबोए जाने पर किसी विशाल वस्तु के पास मौजूद ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बहुत विशाल वस्तुओं के आसपास निर्मित होते हैं, ग्रहों और सूर्य के द्रव्यमान की तरह।
उदाहरण के लिए, एक रोलर कोस्टर में पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में डूबने के कारण अपने उच्चतम बिंदु पर उच्चतम संभावित ऊर्जा होती है। एक बार जब कार गिरती है और ऊंचाई खो देती है, तो स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
लोचदार ऊर्जा क्षमता
प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा किसी पदार्थ के लोचदार गुणों से संबंधित होती है, अर्थात उसके प्रतिरोध से अधिक विरूपण बल के अधीन होने के बाद अपने मूल आकार में लौटने की प्रवृत्ति। लोचदार ऊर्जा का एक स्पष्ट उदाहरण है एक वसंत के पास ऊर्जा, जो बाहरी बल के कारण फैलती या सिकुड़ती है और अपनी मूल स्थिति में लौट आती है एक बार बाहरी बल अब लागू नहीं होता है।
एक और उदाहरण धनुष और तीर प्रणाली है, जब लोचदार फाइबर के साथ धनुष खींचा जाता है, तो लोचदार संभावित ऊर्जा अधिकतम तक पहुंच जाती है, लकड़ी को थोड़ा झुकाती है, लेकिन गति शून्य रहती है। अगले पल में, स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है और तीर पूरी गति से बाहर निकल जाता है।
रासायनिक स्थितिज ऊर्जा
रासायनिक स्थितिज ऊर्जा परमाणुओं और अणुओं के रासायनिक बंधों में संग्रहित ऊर्जा है। एक उदाहरण हमारे शरीर में ग्लूकोज है, जो रासायनिक संभावित ऊर्जा को संग्रहीत करता है जिसे हमारा शरीर परिवर्तित करता है (चयापचय नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से) शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए तापीय ऊर्जा में।
वही कार के गैस टैंक में जीवाश्म ईंधन (हाइड्रोकार्बन) के लिए जाता है। गैसोलीन के रासायनिक बंधों में संग्रहीत रासायनिक संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है जो वाहन को शक्ति प्रदान करती है।
इलेक्ट्रोस्टैटिक संभावित ऊर्जा
बिजली में, संभावित ऊर्जा की अवधारणा भी लागू होती है, जिसे ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित किया जा सकता है, जैसे कि विद्युत चुंबकत्व की विशाल बहुमुखी प्रतिभा को देखते हुए गतिज, थर्मल या प्रकाश. इस मामले में, ऊर्जा आवेशित कणों द्वारा बनाए गए विद्युत क्षेत्र की ताकत से आती है।
मुझे उम्मीद है कि इस जानकारी से आप गतिज और स्थितिज ऊर्जा के बारे में और जान सकते हैं।