गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा (gravitational potential energy) की SI इकाई क्या है?

Question

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The correct answer is B: जूल (Joule). गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा की SI इकाई जूल ($J$) है, जो कार्य की इकाई ($Newton \cdot meter$) के समतुल्य है। ऊर्जा एक अदिश राशि है जिसे कार्य करने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है, और इसलिए यह अपने सभी रूपों में समान आधार इकाइयों को साझा करती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा की SI इकाई जूल ($J$) है, जो कार्य की इकाई ($Newton \cdot meter$) के समतुल्य है। ऊर्जा एक अदिश राशि है जिसे कार्य करने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है, और इसलिए यह अपने सभी रूपों में समान आधार इकाइयों को साझा करती है।

Working Principle: गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के सापेक्ष उसकी स्थिति के कारण होती है। जब $m$ द्रव्यमान की किसी वस्तु को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र $g$ में $h$ ऊँचाई तक उठाया जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध किया गया कार्य स्थितिज ऊर्जा के रूप में संचित हो जाता है, जिसकी गणना बल (भार) और विस्थापन (ऊँचाई) के गुणनफल द्वारा की जाती है।

Key Formulas: $U = mgh$ — गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा जहाँ $m$ द्रव्यमान है, $g$ गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है, और $h$ ऊँचाई है; $1 J = 1 kg \cdot m^2 \cdot s^{-2}$ — जूल की आयामी परिभाषा

Key Points: गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा एक अदिश राशि है।; SI इकाई जूल को अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली की आधार इकाइयों से प्राप्त किया गया है।; एक बंद प्रणाली में ऊर्जा संरक्षित रहती है, जो गतिज और स्थितिज रूपों के बीच परिवर्तित होती रहती है।

Advantages: मानकीकृत SI इकाई भौतिक गणनाओं को सरल बनाती है; ऊर्जा को सीधे बल और विस्थापन से संबंधित करती है

Applications: पनबिजली बांधों में उपलब्ध ऊर्जा की गणना करना; इंजीनियरिंग में भारी मशीनरी उठाने के लिए आवश्यक ऊर्जा का अनुमान लगाना

Additional Info: जूल का नाम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स प्रेस्कॉट जूल (James Prescott Joule) के नाम पर रखा गया है।. विकल्प A (वाट) शक्ति की SI इकाई है, विकल्प C (न्यूटन) बल की SI इकाई है, और विकल्प D (पास्कल) दबाव की SI इकाई है।

Answer: B सही है — जूल वह मानक SI इकाई है जिसका उपयोग गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा सहित ऊर्जा के सभी रूपों को मापने के लिए किया जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ऊर्जा का कोई भी रूप (गतिज, स्थितिज, तापीय, विद्युत) हो, उसकी SI इकाई हमेशा जूल ही होगी, जो इसे शक्ति (वाट) और बल (न्यूटन) से अलग करती है।

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Option A: वाट (Watt)

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Option C: न्यूटन (Newton)

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Option D: पास्कल (Pascal)

Correct Answer

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