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निम्नलिखित में से किस स्थिति में स्थितिज ऊर्जा (potential energy) संग्रहीत हो रही है?
समतल सड़क पर वाहन को धक्का देना
मेज पर पेंसिल को खिसकाना
रबर बैंड को खींचना
माचिस की तीली जलाना
रबर बैंड को खींचना
स्थितिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु की स्थिति या विन्यास के कारण उसमें निहित होती है। रबर बैंड को खींचने में इसे विकृत (deform) करने के लिए आंतरिक प्रत्यास्थ बलों के विरुद्ध कार्य करना पड़ता है, जो प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत हो जाता है।
स्थितिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु की स्थिति या विन्यास के कारण उसमें निहित होती है। रबर बैंड को खींचने में इसे विकृत (deform) करने के लिए आंतरिक प्रत्यास्थ बलों के विरुद्ध कार्य करना पड़ता है, जो प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत हो जाता है।
रबर बैंड को खींचना स्प्रिंग को दबाने जैसा है; जैसे ही आप अपनी उंगलियां छोड़ते हैं, संग्रहीत ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिससे यह वापस अपनी स्थिति में आ जाता है।
U=21kx2 — जहाँ U प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा है, k स्प्रिंग स्थिरांक है, और x विस्थापन/खिंचाव है।
जब रबर जैसी किसी सामग्री को खींचा जाता है, तो बहुलक (polymer) के भीतर लंबी आणविक श्रृंखलाएं उनकी संतुलन, कुंडलित स्थिति से बाहर खिंच जाती हैं। इस प्रक्रिया के लिए कार्य (W) की आवश्यकता होती है, जो सामग्री के भीतर प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा (U) के रूप में संग्रहीत हो जाती है। आदर्श प्रत्यास्थ सामग्रियों के लिए हुक के नियम के अनुसार, यह ऊर्जा विस्थापन के वर्ग के समानुपाती होती है।
स्थितिज ऊर्जा 'संग्रहीत' ऊर्जा है जिसे बाद में कार्य के रूप में वापस पाया जा सकता है।
यांत्रिक स्थितिज ऊर्जा दो मुख्य रूपों में मौजूद होती है: गुरुत्वाकर्षण और प्रत्यास्थ।
किसी ऐसी वस्तु को खींचना या दबाना जो विरूपण का विरोध करती है, प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा को संग्रहीत करती है।
यांत्रिक प्रणालियों में ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोगी (जैसे घड़ियां, गुलेल)।
बहुलकों में प्रत्यास्थ हिस्टैरिसीस (elastic hysteresis) होता है, जिसका अर्थ है कि कुछ ऊर्जा पूरी तरह से पुनर्प्राप्त होने के बजाय गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है।
गुलेल और स्लिंगशॉट
यांत्रिक घड़ी के स्प्रिंग
धनुष-बाण
समतल सड़क पर वाहन को धक्का देना मुख्य रूप से ऊर्जा को गतिज ऊर्जा और घर्षण के विरुद्ध कार्य (तापीय ऊर्जा) में परिवर्तित करता है।
मेज पर पेंसिल को खिसकाना एक सरल विस्थापन है जहाँ कार्य मुख्य रूप से घर्षण के कारण नष्ट हो जाता है।
माचिस की तीली जलाने में एक ऊष्माक्षेपी रेडॉक्स प्रतिक्रिया के माध्यम से रासायनिक स्थितिज ऊर्जा का ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा में रूपांतरण शामिल है।
C सही है — रबर बैंड को खींचने से उसके प्रत्यास्थ पुनर्स्थापना बल के विरुद्ध कार्य होता है, जो बैंड के भीतर प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत हो जाता है।
हमेशा 'संरक्षी बलों के विरुद्ध किए गए कार्य' (जो स्थितिज ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं) और 'घर्षण जैसे गैर-संरक्षी बलों के विरुद्ध किए गए कार्य' (जो ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में नष्ट करते हैं) के बीच अंतर स्पष्ट रखें।
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