नमस्कार दोस्तों, आज के इस आर्टिकल में हम गतिज ऊर्जा की समस्त जानकारी पढ़ने वाले हैं तो यदि आप गतिज ऊर्जा की समस्त जानकारी जानना चाहते हैं तो इस आर्टिकल को पूरा जरूर पढ़िए।
पिछले पेज पर हमने तरंगदैर्ध्य की जानकारी शेयर की हैं तो उस आर्टिकल को भी पढ़े। चलिए आज के इस पेज पर हम गतिज ऊर्जा की जानकारी को पढ़ते और समझते हैं।
गतिज ऊर्जा क्या हैं
किसी वस्तु की गति के कारण जो कार्य करने की क्षमता होती है, उसे उस वस्तु की गतिज ऊर्जा कहते हैं।
आसान शब्दों में समझे तो जब किसी वस्तु पर कार्य किया जाता है, तो ऊर्जा वस्तु में स्थानांतरित हो जाती है, और वस्तु स्थिर गति से चलती है। वस्तु में स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा गतिज ऊर्जा कहलाती है। यह वस्तु के द्रव्यमान और गति पर निर्भर करता है।
गतिज ऊर्जा को वस्तुओं के बीच भी स्थानांतरित किया जा सकता है और अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
गतिज ऊर्जा का सूत्र
रेखीय गति के लिए गतिज ऊर्जा का सूत्र = (½) mv²
यहां m द्रव्यमान है तथा v कोणीय वेग है।
घूर्णन गति के लिए गतिज ऊर्जा का सूत्र = (½) Iω²
यहां I जड़त्व आघूर्ण तथा ω कोणीय वेग है।
गतिज ऊर्जा का SI मात्रक तथा सूत्र
गतिज ऊर्जा का SI मात्रक जूल होता है जो 1 kg.m².s² के बराबर है। गतिज ऊर्जा की CGS इकाई erg होती है।
गतिज ऊर्जा की गणना का मूल सूत्र निम्नलिखित है।
KE = ½ mv²
इस सूत्र में, KE गतिज ऊर्जा है, m वस्तु का द्रव्यमान है और v वस्तु का वेग हैं।
इस सूत्र के अनुसार, किसी वस्तु का द्रव्यमान दोगुना करने पर उसकी गतिज ऊर्जा दोगुनी हो जाएगी और द्रव्यमान आधी करने पर उसकी गतिज ऊर्जा आधी हो जाएगी।
इसी प्रकार, वस्तु का वेग दोगुना करने पर वस्तु की गतिज ऊर्जा चार गुनी हो जाएगी और वेग आधा करने पर वस्तु की गतिज ऊर्जा ¼ गुनी हो जाएगी।
गतिज ऊर्जा के उदाहरण
- सड़क पर यात्रा करने वाले ट्रक में समान गति से यात्रा करने वाली कार की तुलना में अधिक गतिज ऊर्जा होती है क्योंकि ट्रक का द्रव्यमान कार की तुलना में बहुत अधिक होता है।
- एक निश्चित गति से बहने वाली नदी में गतिज ऊर्जा होती है क्योंकि पानी का एक निश्चित वेग और द्रव्यमान होता है।
गतिज ऊर्जा के प्रकार
गतिज ऊर्जा के निम्नलिखित प्रकार हैं।
- रेडिएंट ऊर्जा
- थर्मल ऊर्जा
- विद्युत ऊर्जा
- यांत्रिक ऊर्जा
- ध्वनि ऊर्जा
1. रेडिएंट ऊर्जा
इसे विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के रूप में भी जाना जाता है जो अनुप्रस्थ तरंगों में यात्रा करती है। यह या तो दृश्य तरंगें (जैसे, प्रकाश ऊर्जा) या अदृश्य तरंगें (जैसे, एक्स-रे, रेडियो तरंगें, आदि) हो सकती हैं।
दीप्तिमान ऊर्जा का एक उदाहरण सूर्य का प्रकाश है, जो पृथ्वी पर जीवन को संभव बनाने के लिए ईंधन और गर्मी उत्पन्न करने में मदद करता है।
गतिज ऊर्जा के विभिन्न उदाहरण निम्नलिखित हैं।
- एक्स-रे
- पराबैंगनी प्रकाश
- गामा किरणें
- माइक्रोवेव
- रेडियो तरंगें।
2. तापीय ऊर्जा (Thermal Energy)
किसी वस्तु की तापीय ऊर्जा परमाणुओं और अणुओं की गतिज ऊर्जा पर निर्भर करती है। कण जितनी तेजी से यात्रा करते हैं, उतनी ही अधिक गर्मी उत्पन्न होती है।
तेजी से चलते समय परमाणु और अणु एक दूसरे से टकराते हैं, जिससे ऊष्मीय ऊर्जा या तापीय ऊर्जा उत्पन्न होती है।
भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी पर तापीय ऊर्जा का सबसे सामान्य उदाहरण है। आमतौर पर, तापीय ऊर्जा ही वह कारण है जिससे हम कुछ गर्म या ठंडा महसूस करते हैं। इसे ऊष्मा ऊर्जा के रूप में भी जाना जाता है।
तापीय ऊर्जा के विभिन्न उदाहरण निम्नलिखित हैं।
- गर्म स्विमिंग पूल
- हॉट स्प्रिंग्स
3. विद्युतीय ऊर्जा
सभी वस्तुएँ छोटे-छोटे कणों से बनी होती हैं जिन्हें परमाणु कहते हैं। परमाणु न्यूट्रॉन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों सहित अन्य छोटे कणों से बने होते हैं।
परमाणु में इलेक्ट्रॉन मौजूद होते हैं जो परमाणु के नाभिक के चारों ओर लगातार घूमते रहते हैं। विद्युत ऊर्जा मुक्त इलेक्ट्रॉनों के धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों से प्राप्त होती है।
विद्युत ऊर्जा के विभिन्न उदाहरण निम्नलिखित हैं।
- बिजली के बल्ब
- बैटरी
4. यांत्रिक ऊर्जा
इस ऊर्जा को न तो उत्पन्न किया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है लेकिन इसे एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।
इस ऊर्जा के एक सामान्य उदाहरण में ऐसी मशीनें शामिल हैं जो काम करने के लिए यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करती हैं।
यांत्रिक ऊर्जा के विभिन्न उदाहरण निम्नलिखित हैं।
- चलती गाड़ी
- पृथ्वी के चारों ओर एक उपग्रह की परिक्रमा
5. ध्वनि ऊर्जा
ध्वनि ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु या ध्वनि स्रोत के कंपन से उत्पन्न होती है। यह ऊर्जा एक कण से दूसरे कण में ऊर्जा को स्थानांतरित करके किसी भी माध्यम से गुजर सकती है।
ध्वनि ऊर्जा के विभिन्न उदाहरण निम्नलिखित हैं।
- अलार्म
- ड्रम
- पटाखे
- ट्यूनिंग कांटा
गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा में अंतर
| गतिज ऊर्जा | स्थितिज ऊर्जा |
|---|---|
| गतिज ऊर्जा किसी वस्तु में उसकी गति के कारण उत्पन्न होती है। | स्थितिज ऊर्जा किसी वस्तु में उसकी अवस्था के कारण उत्पन्न होती है। |
| गतिज ऊर्जा को आसानी से एक ऊर्जा से दूसरे ऊर्जा में स्थानांतरित किया जा सकता है | स्थितिज ऊर्जा को स्थानांतरित नहीं किया जा सकता हैं। |
| बहता हुआ पानी गतिज ऊर्जा के उदाहरणों में से एक है | किसी कुएं में मौजूद पानी स्थितिज ऊर्जा का एक उदाहरण है। |
गतिज ऊर्जा एक सदिश या एक अदिश राशि है
सूत्र में, हम देखते हैं कि वेग या v वर्ग में है। हम जानते हैं कि एक सदिश राशि का वर्ग एक अदिश राशि है, और हम यह भी जानते हैं कि द्रव्यमान एक अदिश राशि है। अतः गतिज ऊर्जा एक अदिश राशि है।
गतिज ऊर्जा से संबंधित प्रश्न
1. 15 Kg द्रव्यमान का एक गोला 4 m/s के एक समान वेग से गतिशील है। गोले की गतिज ऊर्जा कितनी होगी?
हल :- दिया गया हैं कि
गोले का द्रव्यमान m = 15 kg
गोले का वेग v = 4 m/s
सूत्र से KE = ½ mv² से,
KE = ½ × 15 kg × (4m/s)²
= 120 kg m²/s²
= 120 J.
अतः , गोले की गतिज ऊर्जा 120 J होगी।
2. एक कार 72 km/h के एक समान वेग से चल रही है। कार में बैठे 45 kg द्रव्यमान के एक लड़के की गतिज ऊर्जा क्या होगी?
हल :- लड़के का वेग = कार का वेग
यहां , v = 72 km/h
= 72 × 1000m / 60 × 60s
= 20 m/s
तथा लड़के का द्रव्यमान m = 45 kg.
सूत्र से KE = ½ mv² से,
KE = ½ (45 kg) (20 m/s)²
= 9000 kg m²/s²
= 9000 J.
अतः, कार में बैठे लड़के की गतिज ऊर्जा 9000 J होगी।
3. किसी बंदूक से 10g की कोई गोली 100 m/s के वेग से छोड़ी जाती है। इसकी गतिज ऊर्जा क्या है?
हल :- दिया गया है कि,
m = 10g = 0.01kg ,
u = 0 m/s
v = 100 m/s
s = 50 cm = 0.50 m.
सूत्र से KE = ½ mv² से,
गोली की गतिज ऊर्जा KE = ½ × 0.01 kg × (100m/s)²
= 50 kg m²/s²
= 50 J.
अतः , गोली की गतिज ऊर्जा 50 J है।
उम्मीद हैं आपको गतिज ऊर्जा की जानकारी पसंद आयी होगी। यदि आपको यह जानकारी पसंद आयी हो तो इस आर्टिकल को अपने दोस्तों के साथ शेयर जरूर करें।