সম্ভাব্য শক্তি: বৈশিষ্ট্য, প্রকার, গণনা এবং উদাহরণ - শারীরিক - 2025

সম্ভাবনাময় শক্তি শক্তি যে এটির নিজস্ব কনফিগারেশন অধীনে মৃতদেহ নেই। যখন বস্তুগুলি ইন্টারঅ্যাক্ট করে, তাদের মধ্যে কাজ করার পক্ষে সক্ষম এমন শক্তি রয়েছে এবং কাজ করার এই ক্ষমতা যা তাদের বিন্যাসে সঞ্চিত থাকে, তাকে শক্তিতে অনুবাদ করা যায়।

উদাহরণস্বরূপ, মানুষ আদি কাল থেকে জলপ্রপাতের সম্ভাব্য শক্তি ব্যবহার করেছে, প্রথমে কলকল এবং পরে জলবিদ্যুতে উদ্ভিদগুলিতে।

নায়াগ্রা জলপ্রপাত: মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তির বিশাল জলাধার। সূত্র: পিক্সাবে।

অন্যদিকে, অনেকগুলি পদার্থের বিকৃতি করে এবং তারপরে তাদের আসল আকারে ফিরে কাজ করার অসাধারণ দক্ষতা থাকে। এবং অন্যান্য পরিস্থিতিতে বৈদ্যুতিক চার্জের ব্যবস্থা বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য শক্তির সঞ্চয়ের অনুমতি দেয়, যেমন একটি ক্যাপাসিটারে।

সম্ভাব্য শক্তি ব্যবহারযোগ্য শক্তির অন্যান্য রূপে রূপান্তরিত হওয়ার জন্য অনেকগুলি সম্ভাবনা সরবরাহ করে, তাই এটি পরিচালনা করে এমন আইনগুলি জানার গুরুত্ব।

সম্ভাব্য শক্তির উত্স

যে কোনও বস্তুর সম্ভাব্য শক্তি এর প্রভাব ফেলে এমন শক্তিতে এর উত্স থাকে। তবে, সম্ভাব্য শক্তি হ'ল একটি স্কেলারের পরিমাণ, অন্যদিকে বাহিনী ভেক্টর। অতএব, সম্ভাব্য শক্তি নির্দিষ্ট করতে, এটির সংখ্যাসূচক মান এবং নির্বাচিত ইউনিটগুলি নির্দেশ করার জন্য এটি যথেষ্ট।

আর একটি গুরুত্বপূর্ণ গুণ হ'ল সেই ধরণের শক্তি যার দ্বারা সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয় করা যায়, যেহেতু প্রতিটি শক্তিরই এই গুণ থাকে না। কেবল রক্ষণশীল শক্তি তারা যে সিস্টেমে কাজ করে তাতে সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয় করে।

একটি রক্ষণশীল শক্তি এমন একটি যার জন্য কাজটি অবজেক্টের অনুসরণ করা পথের উপর নির্ভর করে না, তবে কেবল প্রারম্ভিক বিন্দু এবং আগমন পয়েন্টের উপর। পড়ন্ত জলকে চালিত করার শক্তিটি মাধ্যাকর্ষণ, যা একটি রক্ষণশীল শক্তি।

অন্যদিকে, ইলাস্টিক এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বাহিনীরও এই গুণ রয়েছে, সুতরাং তাদের সাথে সম্ভাব্য শক্তি যুক্ত রয়েছে।

পূর্ববর্তী বর্ণিত প্রয়োজনীয়তা পূরণ না করে এমন বাহিনীকে অ-রক্ষণশীল বলা হয়; এর উদাহরণগুলি ঘর্ষণ এবং বায়ু প্রতিরোধের মধ্যে রয়েছে।

সম্ভাব্য শক্তির প্রকারগুলি

যেহেতু সম্ভাব্য শক্তি সর্বদা রক্ষণশীল শক্তি থেকে যেমন ইতিমধ্যে উল্লিখিত হিসাবে উদ্ভূত, তাই আমরা মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি, স্থিতিস্থাপক সম্ভাবনা শক্তি, তড়িৎক্ষেত্র সম্ভাব্য শক্তি, পারমাণবিক সম্ভাব্য শক্তি এবং রাসায়নিক সম্ভাবনা শক্তি নিয়ে কথা বলি।

অভিকর্ষজ বিভব শক্তি

যে কোনও বস্তুর মাটি থেকে তার উচ্চতার ফাংশন হিসাবে সম্ভাব্য শক্তি রয়েছে। এই আপাতদৃষ্টিতে সরল সত্যটি চিত্রিত করে যে পড়ন্ত জল কেন টারবাইন চালনা করতে সক্ষম এবং অবশেষে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হচ্ছে। এখানে প্রদর্শিত স্কাইর উদাহরণটি মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তির সাথে ওজন এবং উচ্চতার সম্পর্কও দেখায়।

আরেকটি উদাহরণ হ'ল রোলার কোস্টার গাড়ি, এটি যখন মাটির উপরে নির্দিষ্ট উচ্চতায় থাকে তখন উচ্চতর সম্ভাব্য শক্তি থাকে। এটি একবার স্থল স্তরে পৌঁছে গেলে এর উচ্চতা শূন্যের সমান হয় এবং এর সমস্ত সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তি (গতির শক্তি) তে রূপান্তরিত হয়।

অ্যানিমেশনটি রোলার কোস্টারটিতে চলমান কোনও জিনিসের মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি এবং গতিবেগ শক্তির মধ্যে বিনিময় দেখায়। যান্ত্রিক শক্তি নামে পরিচিত উভয় শক্তির যোগফল পুরো চলমান জুড়েই স্থির থাকে। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

ইলাস্টিক সম্ভাব্য শক্তি

স্প্রিংস, ধনুক, ক্রসবো এবং রাবার ব্যান্ডের মতো বিষয়গুলি স্থিতিস্থাপক সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয় করতে সক্ষম।

ধনুকটি অঙ্কন করে তীরন্দাজ এমন কাজ করে যা ধনুক-তীর সিস্টেমের সম্ভাব্য শক্তি হিসাবে সঞ্চিত থাকে। আপনি ধনুক ছেড়ে দিলে, এই শক্তি তীরের গতিবেগে রূপান্তরিত হয়। সূত্র: পিক্সাবে।

একটি দেহ বা কোনও উপাদানের স্থিতিস্থাপকতা হুকের আইন (নির্দিষ্ট সীমা অবধি) দ্বারা বর্ণিত হয়েছে, যা আমাদের বলে যে সংকুচিত বা প্রসারিত হওয়ার সময় পরিশ্রম করতে সক্ষম শক্তিটি তার বিকৃতির সাথে সমানুপাতিক।

উদাহরণস্বরূপ বসন্ত বা বসন্তের ক্ষেত্রে, এর অর্থ হল এটি যতটা সঙ্কুচিত বা প্রসারিত হবে, তার এক প্রান্তে স্থাপন করা কোনও বস্তুর উপর এটি যত বেশি শক্তি প্রয়োগ করতে পারে।

ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সম্ভাবনা শক্তি

এটি বৈদ্যুতিন চার্জের সাথে তাদের কনফিগারেশন অনুসারে শক্তি। একই চিহ্নের বৈদ্যুতিক চার্জ একে অপরকে বিতাড়িত করে, তাই কোনও নির্দিষ্ট অবস্থানে একজোড়া ইতিবাচক বা নেতিবাচক চার্জ স্থাপনের জন্য, বহিরাগত এজেন্টকে অবশ্যই কাজ করতে হবে। অন্যথায় তারা পৃথক হতে হবে।

এই কাজটি লোডগুলি যেভাবে অবস্থিত ছিল সেভাবে সংরক্ষণ করা হয়। একই সাইন চার্জের কাছাকাছি, কনফিগারেশন উচ্চতর সম্ভাব্য শক্তি। বিপরীত ঘটে যখন বিভিন্ন লক্ষণ বোঝা আসে; তারা একে অপরকে আকৃষ্ট করার সাথে সাথে তারা ততই নিকটবর্তী হয়, তাদের তত কম সম্ভাবনা শক্তি থাকে।

পারমাণবিক সম্ভাব্য শক্তি

হিলিয়াম পরমাণুর আনুমানিক উপস্থাপনা। নিউক্লিয়াসে প্রোটনগুলি লাল এবং নীল রঙে নিউট্রনকে প্রতিনিধিত্ব করে।

পারমাণবিক নিউক্লিয়াস প্রোটন এবং নিউট্রন দ্বারা গঠিত, যাকে সাধারণভাবে নিউক্লিয়ন বলে। পূর্বেরগুলির একটি ইতিবাচক বৈদ্যুতিক চার্জ থাকে এবং পরবর্তীগুলি নিরপেক্ষ হয়।

যেহেতু এগুলি কল্পনার বাইরে একটি ক্ষুদ্র স্থানে সমবেত হয় এবং একই চিহ্নের চার্জগুলি একে অপরকে দূরে সরিয়ে দেয়, তাই একজন আশ্চর্য হয় যে কীভাবে পারমাণবিক নিউক্লিয়াস সংযুক্ত থাকে।

উত্তরটি নিবিড় নিউক্লিয়াসের মতো শক্তিশালী পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া এবং দুর্বল পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া ছাড়াও অন্যান্য শক্তির মধ্যে রয়েছে। এগুলি খুব শক্তিশালী শক্তি, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শক্তি থেকে অনেক বেশি।

রাসায়নিক সম্ভাবনা শক্তি

সম্ভাব্য শক্তির এই রূপটি বিভিন্ন ধরণের রাসায়নিক বন্ধন অনুসারে কীভাবে পদার্থের পরমাণু এবং অণুগুলি সাজানো হয় তা থেকেই আসে।

যখন কোনও রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে, তখন এই শক্তিটি অন্য ধরণের রূপান্তরিত হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ কোনও ঘর বা বৈদ্যুতিক ব্যাটারির মাধ্যমে।

সম্ভাব্য শক্তির উদাহরণ

সম্ভাব্য শক্তি বিভিন্ন উপায়ে প্রতিদিনের জীবনে উপস্থিত রয়েছে। এর প্রভাবগুলি পর্যবেক্ষণ করা যেমন কোনও নির্দিষ্ট উচ্চতায় কোনও বস্তু স্থাপন এবং এটি যে কোনও সময় রোল বা পড়তে পারে তা নিশ্চিত হওয়া সহজ।

পূর্বে বর্ণিত সম্ভাব্য শক্তির ধরণের কয়েকটি প্রকাশ এখানে রইল:

- রোলার কোস্টার

-কার বা বলটি উতরাইয়ের দিকে ঘুরছে

-তীর ও ধনুক

বৈদ্যুতিন ব্যাটারি

-এই দুল ঘড়ি

যখন প্রান্তে গোলকের কোনও একটিকে গতিতে স্থান দেওয়া হয়, তখন চলাচল অন্যদের মধ্যে সঞ্চারিত হয়। সূত্র: পিক্সাবে।

-দোল ঝুলছে

- একটি ট্রাম্পলিন উপর জাম্প

একটি প্রত্যাহারযোগ্য কলম ব্যবহার করুন।

দেখুন: সম্ভাব্য শক্তির উদাহরণ।

সম্ভাব্য শক্তির গণনা

সম্ভাব্য শক্তি শক্তি দ্বারা সম্পন্ন কাজের উপর নির্ভর করে এবং এটি ঘুরিয়ে দিকের উপর নির্ভর করে না, সুতরাং এটি বলা যেতে পারে যে:

-যদি A এবং B দুটি পয়েন্ট হয়, ডাব্লু _AB থেকে A থেকে B যাওয়ার কাজটি B থেকে A এ যাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় কাজের সমান। সুতরাং: W _AB = W _BA, সুতরাং:

-আর যদি দুটি এবং দুটি ভিন্ন ট্রাজেক্টোরিজ 1 এবং 2 তে বলা হয় পয়েন্ট এ এবং বি তে যোগ দেওয়ার চেষ্টা করা হয় তবে উভয় ক্ষেত্রে করা কাজও একই রকম:

ডাব্লু ₁ = ডাব্লু ₂ ।

উভয় ক্ষেত্রেই বস্তুটি সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তনের অভিজ্ঞতা অর্জন করে:

ভাল, বস্তুর সম্ভাব্য শক্তি (রক্ষণশীল) শক্তি দ্বারা করা কাজের নেতিবাচক হিসাবে সংজ্ঞায়িত:

তবে যেহেতু কাজটি এই অবিচ্ছেদ্য দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে:

:

নোট করুন যে সম্ভাব্য শক্তির ইউনিটগুলি কাজের মতো একই। এসআই ইন্টারন্যাশনাল সিস্টেমে ইউনিটটি জোল হয়, যা জে সংক্ষেপিত এবং ইংরেজী পদার্থবিদ জেমস জোল (1818-1889) দ্বারা 1 নিউটন এক্স মিটার সমান।

শক্তির জন্য অন্যান্য ইউনিটগুলির মধ্যে রয়েছে সিজিএস এর্গ, পাউন্ড-ফোর্স এক্স ফুট, বিটিইউ (ব্রিটিশ থার্মাল ইউনিট), ক্যালোরি এবং কিলোওয়াট-ঘন্টা।

আসুন কীভাবে সম্ভাব্য শক্তির গণনা করা যায় তার কয়েকটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে নীচে দেখুন।

মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তির গণনা

পৃথিবীর পৃষ্ঠের সান্নিধ্যে, মহাকর্ষের বলটি উল্লম্বভাবে নীচের দিকে নির্দেশ করে এবং এর দৈর্ঘ্য ওজন = ভর x মহাকর্ষ সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়।

"Y" অক্ষর দিয়ে উল্লম্ব অক্ষটি চিহ্নিত করা এবং এই দিকটি ইউনিট ভেক্টর জে, ইতিবাচক আপ এবং নেতিবাচক নিম্নে নির্ধারণ করা, যখন কোনও শরীর y = y _A থেকে y = এবং _B তে সরে যায় তখন সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তন হয়:

ইলাস্টিক সম্ভাব্য শক্তির গণনা

হুকের আইন আমাদের বলছে যে এই শক্তিটি বিকৃতির সাথে সমানুপাতিক:

এখানে এক্স স্ট্রেন এবং কে বসন্তের একটি আইজিন ধ্রুবক, এটি নির্দেশ করে যে এটি কতটা শক্ত। এই অভিব্যক্তিটির মাধ্যমে স্থিতিস্থাপক সম্ভাবনা শক্তি গণনা করা হয়, এই বিষয়টি বিবেচনা করে যে আমি অনুভূমিক দিকের ইউনিট ভেক্টর:

ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সম্ভাব্য শক্তির গণনা

যখন আপনার একটি পয়েন্ট বৈদ্যুতিক চার্জ কিউ থাকে, তখন এটি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে যা অন্য বিন্দু চার্জ q অনুধাবন করে এবং ক্ষেত্রের মাঝামাঝি সময়ে যখন এটি একটি অবস্থান থেকে অন্য অবস্থানে স্থানান্তরিত হয় তখন এটি কাজ করে। দুটি পয়েন্টের চার্জের মধ্যে বৈদ্যুতিক বিদ্যুতের একটি রেডিয়াল দিক থাকে যা ইউনিট ভেক্টর আর দ্বারা প্রতীকী:

উদাহরণস্বরূপ চিত্র 1. উত্স: এফ.জাপাটা।

সমাধান

যখন ব্লক উচ্চতা জ এ _একটি মেঝে থেকে সম্মান সঙ্গে, এটা তার উচ্চতা কারণে অভিকর্ষজ বিভব শক্তি হয়েছে। প্রকাশিত হওয়ার পরে, এই সম্ভাব্য শক্তিটি ধীরে ধীরে গতিশক্তি শক্তিতে রূপান্তরিত হয় এবং এটি মসৃণ বাঁকানো mpালু পথকে স্লাইড করার সাথে সাথে এর গতি বৃদ্ধি পায়।

এ থেকে বি যাওয়ার পথে, অভিন্ন বিবিধ পুনরাবৃত্ত গতির সমীকরণ প্রয়োগ করা যায় না। যদিও মাধ্যাকর্ষণটি ব্লকের চলাচলের জন্য দায়ী, তবে এটি যে আন্দোলনটি অনুভব করে তা আরও জটিল, কারণ ট্রাজেক্টোরিটি পুনরায় সংশোধনযোগ্য নয়।

এবি পথে শক্তি সংরক্ষণ

তবে, যেহেতু মাধ্যাকর্ষণ একটি রক্ষণশীল শক্তি এবং র‌্যাম্পে কোনও ঘর্ষণ নেই, তাই আপনি র‌্যাম্পের শেষে গতি সন্ধান করতে যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ ব্যবহার করতে পারেন:

প্রতিটি পদে ভর উপস্থিত হয় তা উল্লেখ করে অভিব্যক্তিটি সরল করা হয়। এটি বিশ্রাম v _A = 0. থেকে প্রকাশিত হয় এবং h _B স্থল স্তরে থাকে, h _B = 0. এই সরলকরণের সাথে অভিব্যক্তিটি হ্রাস পায়:

বিসি বিভাগে ঘষা দিয়ে কাজ করা

এখন ব্লকটি এই গতিতে মোটামুটি বিভাগে যাত্রা শুরু করে এবং শেষ পর্যন্ত বিন্দু সি তে থামবে Therefore অতএব v _C = 0. যান্ত্রিক শক্তি আর সংরক্ষণ করা হয় না, কারণ ঘর্ষণটি একটি ক্ষয়কারী শক্তি, যা একটি তৈরি করেছে প্রদত্ত ব্লকটিতে কাজ করুন:

এই কাজটি একটি নেতিবাচক চিহ্ন আছে, যেহেতু গতিযুক্ত ঘর্ষণটি তার গতিবিধির বিরোধিতা করে বস্তুটিকে ধীর করে দেয়। গতিবেগের ঘর্ষণ এফ _{কে এর} মাত্রা হ'ল:

যেখানে এন হ'ল স্বাভাবিক শক্তির দৈর্ঘ্য। স্বাভাবিক বলটি ব্লকের পৃষ্ঠের দ্বারা প্রসারিত হয় এবং যেহেতু পৃষ্ঠটি সম্পূর্ণ অনুভূমিক, এটি ওজন পি = মিলিগ্রামের ভারসাম্য বজায় রাখে, তাই স্বাভাবিকের পরিমাণটি হ'ল:

যা বাড়ে:

এফ _কে ব্লকে যে কাজটি করে তা হ'ল: ডব্লু _কে = - এফ _কে.ডি = - μ _কে.এমজি.ডি।

যান্ত্রিক শক্তির পরিবর্তনের গণনা

এই কাজটি যান্ত্রিক শক্তির পরিবর্তনের সমতুল্য, এটি গণনা করা হয়:

এই সমীকরণে কিছু পদ রয়েছে যেগুলি বিলুপ্ত হবে: কে _সি = 0, যেহেতু ব্লকটি সি এবং ইউ _সি = ইউ _বিতে থামবে, কারণ এই পয়েন্টগুলি স্থল স্তরে রয়েছে। সরলকরণের ফলাফল:

ভর আবার বাতিল হয়ে যায় এবং ডি নিম্নলিখিত হিসাবে পাওয়া যায়:

তথ্যসূত্র

1. বাউয়ার, ডাব্লু। 2011. প্রকৌশল ও বিজ্ঞানের জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 1. ম্যাক গ্রু হিল।
2. ফিগুয়েরো, ডি (2005)। সিরিজ: বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 2. গতিশীল। ডগলাস ফিগুয়েরো (ইউএসবি) সম্পাদিত।
3. জিয়ানকোলি, ডি। 2006. পদার্থবিদ্যা: অ্যাপ্লিকেশন সহ নীতিমালা। 6 ষ্ঠ। এড প্রেন্টাইস হল।
4. নাইট, আর। 2017. বিজ্ঞানীদের জন্য প্রকৌশল এবং প্রকৌশল: একটি কৌশল পদ্ধতির। পিয়ারসন।
5. সিয়ারস, জেমেনস্কি 2016. আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সাথে বিশ্ববিদ্যালয় পদার্থবিজ্ঞান। 14 তম। সম্পাদনা খণ্ড ২-৩।