गतिज ऊर्जा ही गतीशी संबंधित ऊर्जा आहे आणि संभाव्य ऊर्जा ही प्रणालीतील स्थितीशी संबंधित ऊर्जा आहे. सामान्य शब्दात, ऊर्जा म्हणजे कार्य करण्याची क्षमता. गतिज ऊर्जा आणि संभाव्य ऊर्जा दोन्ही विद्यमान ऊर्जेच्या दोन मूलभूत प्रकारांचे प्रतिनिधित्व करतात. इतर कोणतीही ऊर्जा ही संभाव्य ऊर्जेची किंवा गतीज ऊर्जेची किंवा या दोन्हींचे संयोजन असते. उदाहरणार्थ, यांत्रिक ऊर्जा हे संयोजन आहे गतिज आणि संभाव्य ऊर्जा.
या लेखात आम्‍ही तुम्हाला गतीज आणि संभाव्य ऊर्जा, तिच्‍या वैशिष्ट्ये आणि उदाहरणांबद्दल जाणून घेण्‍याची आवश्‍यकता असलेली सर्व काही सांगत आहोत.
गतिज आणि संभाव्य ऊर्जा
गतीशील उर्जा
गतिज ऊर्जा ही गतीशी संबंधित उर्जेचा प्रकार आहे. जे काही हालचाल करते त्यामध्ये गतिज ऊर्जा असते. इंटरनॅशनल सिस्टीम (SI) मध्ये, गतीज ऊर्जेचे एकक जौजे (J) आहे, जे कार्यासारखेच एकक आहे. एक ज्युल म्हणजे 1 kg.m2/s2. दैनंदिन जीवनात गतीज ऊर्जेचा वापर केल्याची अनेक उदाहरणे आहेत.
- गोलंदाजी: बॉलिंग म्हणजे 3 पिन खाली करण्यासाठी 7-10 किलो वजनाचा बॉल फेकणे, जे बॉलद्वारे वाहून नेल्या जाणार्‍या गतीज उर्जेवर आधारित असते, जे बॉलचे वस्तुमान आणि वेग यावर अवलंबून असते.
- वारा: वारा हे गतिमान हवेपेक्षा दुसरे काही नाही. पवन टर्बाइनचा वापर करून हवेच्या हालचालीची गतीज उर्जा विजेमध्ये रूपांतरित केली जाऊ शकते.
- औष्णिक ऊर्जा: औष्णिक ऊर्जा ही प्रणालीतील कणांच्या सूक्ष्म गतीशी संबंधित गतिज ऊर्जा आहे. जेव्हा आपण पाणी किंवा इतर कोणतीही वस्तू गरम करतो तेव्हा आपण उष्णता हस्तांतरणाद्वारे गतिज ऊर्जा जोडतो.
गतीशील उर्जा
संभाव्य उर्जा ही प्रणालीमधील सापेक्ष स्थितीशी संबंधित उर्जेचा प्रकार आहे, म्हणजे, एका वस्तूची दुसर्या संदर्भात स्थिती. दोन स्वतंत्र चुंबकांमध्ये एकमेकांच्या सापेक्ष संभाव्य ऊर्जा असते. SI मध्ये, गतिज उर्जेप्रमाणेच संभाव्य ऊर्जेचे एकक जौजे (J) आहे. एक ज्युल म्हणजे 1 kg.m2/s2.
आपण ऊर्जेसाठी वापरत असलेले बरेच स्त्रोत संभाव्य ऊर्जेवर अवलंबून असतात.
- धरणांमध्ये साठवलेली ऊर्जा: धरणासारख्या उंच जलाशयात साठवलेल्या पाण्यामध्ये गुरुत्वाकर्षण क्षमता असते. जेव्हा पाणी पडतं, तेव्हा ते धरणाच्या तळाशी असलेल्या टर्बाइनमध्ये काम करण्यास सक्षम असलेल्या संभाव्य ऊर्जेचे गतिज ऊर्जेत रूपांतर करते. या टर्बाइनद्वारे निर्माण होणारी वीज स्थानिक वितरण नेटवर्कमध्ये वितरित केली जाते.
- झरे: जेव्हा स्प्रिंग ताणले जाते किंवा संकुचित केले जाते, तेव्हा ते लवचिक संभाव्य उर्जेच्या स्वरूपात विशिष्ट प्रमाणात ऊर्जा साठवते. जेव्हा स्प्रिंग सोडले जाते, तेव्हा संचयित संभाव्य ऊर्जा गतिज उर्जेमध्ये रूपांतरित होते.
- धनुष्य व बाण: धनुष्य आणि बाण हे लवचिक संभाव्य ऊर्जेचे गतीज ऊर्जेत कसे रूपांतर होते याचे उदाहरण आहे. जेव्हा धनुष्य ताणले जाते, तेव्हा केलेले कार्य संभाव्य उर्जा म्हणून ताणलेल्या स्ट्रिंगमध्ये साठवले जाते. जेव्हा तुम्ही स्ट्रिंग सैल करता, तेव्हा स्ट्रिंगची संभाव्य उर्जा गतिज उर्जेमध्ये रूपांतरित होते, जी नंतर बाणामध्ये हस्तांतरित केली जाते.
- वीज: वीज हा संभाव्य ऊर्जेचा एक प्रकार आहे जो प्रणाली (विद्युत क्षेत्र) मधील शुल्काच्या स्थानाद्वारे निर्धारित केला जातो.
गतिज ऊर्जा कशी कार्य करते?
जेव्हा एखादी वस्तू गतिमान असते तेव्हा ती गतिज ऊर्जा असते. जर ते दुसर्या वस्तूशी आदळले तर, ही ऊर्जा त्यामध्ये हस्तांतरित करू शकते, म्हणून दुसरी वस्तू देखील हलते. एखाद्या वस्तूला गती किंवा गतिज ऊर्जा प्राप्त करण्यासाठी, त्यावर कार्य किंवा शक्ती लागू करणे आवश्यक आहे.
बल जितका जास्त वेळ लावला जाईल तितकी हलणारी वस्तू आणि तिची गतीज उर्जा वाढेल. वस्तुमान देखील गतीच्या उर्जेशी संबंधित आहे. शरीराचे वस्तुमान जितके जास्त तितकी गतिज ऊर्जा जास्त. हे सहजपणे उष्णता किंवा इतर प्रकारच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते.
गतीज उर्जेच्या वैशिष्ट्यांपैकी आमच्याकडे आहे:
- हे उर्जेच्या प्रकटीकरणांपैकी एक आहे.
- हे एका शरीरातून दुसऱ्या शरीरात हस्तांतरित केले जाऊ शकते.
- हे दुसर्या प्रकारच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, थर्मल एनर्जीमध्ये.
- चळवळ सुरू करण्यासाठी तुम्हाला शक्ती लागू करावी लागेल.
- हे शरीराच्या गती आणि वस्तुमानावर अवलंबून असते.
गतीज आणि संभाव्य ऊर्जेची बेरीज यांत्रिक ऊर्जा (ऊर्जा जी एखाद्या वस्तूच्या स्थितीशी त्याच्या गतीशी संबंधित असते) निर्माण करते. आधी सांगितल्याप्रमाणे, गतिशीलता चळवळीचा संदर्भ देते. पोटेन्शियल म्हणजे विश्रांतीच्या वेळी शरीरात साठवलेल्या ऊर्जेचे प्रमाण.
म्हणून, संभाव्य उर्जा त्याच्या सभोवतालच्या बल क्षेत्राच्या संबंधात ऑब्जेक्ट किंवा सिस्टमच्या स्थितीवर अवलंबून असेल. गतिज ऊर्जा ही वस्तूच्या गतीवर अवलंबून असते.
संभाव्य उर्जाचे प्रकार
गुरुत्वाकर्षण संभाव्य ऊर्जा
गुरुत्वाकर्षण संभाव्य उर्जा ही गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रात विसर्जित केल्यावर एखाद्या मोठ्या वस्तूकडे असलेली ऊर्जा म्हणून परिभाषित केली जाते. गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रे खूप मोठ्या वस्तूभोवती तयार होतात, ग्रह आणि सूर्याच्या वस्तुमानांप्रमाणे.
उदाहरणार्थ, रोलर कोस्टरमध्ये पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रामध्ये विसर्जन झाल्यामुळे त्याच्या सर्वोच्च बिंदूवर सर्वाधिक संभाव्य ऊर्जा असते. एकदा का कार खाली पडली आणि उंची गमावली की संभाव्य उर्जेचे गतीज उर्जेमध्ये रूपांतर होते.
लवचिक संभाव्य ऊर्जा
लवचिक संभाव्य उर्जा ही पदार्थाच्या लवचिक गुणधर्मांशी संबंधित आहे, म्हणजेच, त्याच्या प्रतिकारापेक्षा जास्त विकृती शक्तीच्या अधीन झाल्यानंतर त्याच्या मूळ आकारात परत येण्याची प्रवृत्ती. लवचिक ऊर्जेचे एक स्पष्ट उदाहरण आहे स्प्रिंगच्या ताब्यात असलेली ऊर्जा, जी बाह्य शक्तीमुळे विस्तारते किंवा आकुंचन पावते आणि मूळ स्थितीत परत येते एकदा बाह्य शक्ती लागू होत नाही.
आणखी एक उदाहरण म्हणजे धनुष्य आणि बाण प्रणाली, जेव्हा धनुष्य लवचिक तंतूंनी खेचले जाते, तेव्हा लवचिक संभाव्य ऊर्जा जास्तीत जास्त पोहोचते, लाकडाला किंचित वाकते, परंतु गती शून्य राहते. पुढच्या झटक्यात, संभाव्य उर्जेचे गतीज उर्जेमध्ये रूपांतर होते आणि बाण पूर्ण वेगाने बाहेर पडतो.
रासायनिक संभाव्य ऊर्जा
रासायनिक संभाव्य ऊर्जा ही अणू आणि रेणूंच्या रासायनिक बंधांमध्ये साठवलेली ऊर्जा आहे. एक उदाहरण म्हणजे आपल्या शरीरातील ग्लुकोज, जे रासायनिक संभाव्य ऊर्जा साठवते जी आपले शरीर रूपांतरित करते (चयापचय नावाच्या प्रक्रियेद्वारे) शरीराचे तापमान राखण्यासाठी थर्मल एनर्जीमध्ये.
कारच्या गॅस टाकीमधील जीवाश्म इंधन (हायड्रोकार्बन्स) साठीही हेच आहे. गॅसोलीनच्या रासायनिक बंधांमध्ये साठवलेली रासायनिक संभाव्य ऊर्जा यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतरित होते जी वाहनाला शक्ती देते.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक संभाव्य ऊर्जा
विजेमध्ये, संभाव्य उर्जेची संकल्पना देखील लागू होते, जी उर्जेच्या इतर प्रकारांमध्ये रूपांतरित केली जाऊ शकते, जसे की विद्युतचुंबकत्वाच्या प्रचंड अष्टपैलुत्वामुळे गतीशील, थर्मल किंवा प्रकाश. या प्रकरणात, ऊर्जा चार्ज केलेल्या कणांद्वारे तयार केलेल्या विद्युत क्षेत्राच्या ताकदीतून येते.
मला आशा आहे की या माहितीद्वारे तुम्ही गतिज आणि संभाव्य उर्जेबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.