قدامت پسند قوتوں کے ذریعہ کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی

قدامت پسند قوتوں کے ذریعہ کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی

کسی چیز کا مشاہدہ کریں جو عمودی طور پر اوپر کی طرف بڑھتا ہے اور پھر زیادہ سے زیادہ اونچائی تک پہنچنے کے بعد اپنی ابتدائی پوزیشن پر واپس آجاتا ہے۔ جب چیز عمودی طور پر اوپر کی طرف بڑھ رہی ہوتی ہے تو وزن اعتراض پر منفی کام کرتا ہے۔ جب چیز اوپر کی طرف بڑھ رہی ہے تو اس کی اونچائی بڑھ جاتی ہے۔ لہذا، آبجیکٹ کی کشش ثقل کی صلاحیت میں بھی اضافہ ہوتا ہے۔ یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ وزن کے ذریعے کیا جانے والا منفی کام آبجیکٹ کی گرویٹیشنل پوٹینشل انرجی (PE) میں اضافے کے برابر ہے۔

ڈبلیو = – ایم جی ایچ

W = – mg (h₂ -. h₁) = – (PE₂ - PE₁) = -ΔPE

جب شے عمودی طور پر نیچے کی طرف بڑھ رہی ہوتی ہے، تو کشش ثقل اس چیز پر مثبت کام کرتی ہے۔ جب آبجیکٹ عمودی طور پر نیچے کی طرف بڑھتا ہے تو آبجیکٹ کی اونچائی کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، آبجیکٹ کی کشش ثقل کی صلاحیت بھی کم ہو جاتی ہے۔ یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کسی چیز پر ثقلی قوت کے ذریعے کیا جانے والا مثبت کام آبجیکٹ کی کشش ثقل کی صلاحیت میں کمی کے برابر ہے۔

W = mgh

W = mg (h₁ -. h₂) = mgh₁ - mgh₂ = - (mgh₂ - mgh₁) = – (PE₂ - PE₁) = -ΔPE

ایک آبجیکٹ کا مشاہدہ کریں جسے بہار کے اختتام کے ساتھ بائیں طرف دبایا جاتا ہے (شکل 3 دیکھیں)۔ جب آبجیکٹ بائیں طرف بڑھتا ہے تو اسپرنگ فورس آبجیکٹ پر منفی کام کرتی ہے۔ جب آبجیکٹ بائیں طرف بڑھتا ہے تو موسم بہار کا انحراف بڑھ جاتا ہے۔ لہذا، موسم بہار کی ممکنہ توانائی کے ساتھ ساتھ اضافہ ہوتا ہے. یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ موسم بہار کے ذریعہ کیا جانے والا منفی کام موسم بہار کی ممکنہ توانائی میں اضافے کے برابر ہے۔ جب آبجیکٹ دائیں طرف بڑھتا ہے تو اسپرنگ فورس آبجیکٹ پر مثبت کام کرتی ہے۔ جب اعتراض دائیں طرف بڑھ رہا ہے تو، موسم بہار کی انحراف کم ہو جاتی ہے. لہذا، موسم بہار کی ممکنہ توانائی بھی کم ہو جاتی ہے۔ یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ آبجیکٹ پر بہار کے ذریعے کیا جانے والا مثبت کام موسم بہار کی ممکنہ توانائی میں کمی کے برابر ہے۔

اوپر کی وضاحت کے مطابق، یہ کہا جا سکتا ہے کہ ایک قدامت پسند قوت کی طرف سے کیا گیا کام آبجیکٹ کی ممکنہ توانائی میں تبدیلی کے برابر ہے۔ جب ایک قدامت پسند قوت مثبت کام کرتی ہے تو ممکنہ توانائی کم ہو جاتی ہے۔ اس کے برعکس، جب ایک قدامت پسند قوت منفی کام کرتی ہے، تو ممکنہ توانائی بڑھ جاتی ہے۔ لہذا، ایک قدامت پسند قوت کے ذریعہ کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی میں منفی تبدیلی کے برابر ہے۔

W_c = -ΔPE

مثال سوال 6: قدامت پسند قوت اور ممکنہ توانائی کے ذریعے کام کریں۔

ایک شے جس کا وزن 1 کلو ہے وہ سطح زمین سے 5 میٹر کی بلندی پر ہے۔ کشش ثقل کی سرعت 10 میٹر فی سیکنڈ ہے۔². (a) وزن کے ذریعے کیا جانے والا کام جب آبجیکٹ کو سطح زمین سے 10 میٹر کی اونچائی پر منتقل کیا جاتا ہے، (b) 10 میٹر کی اونچائی پر آبجیکٹ کو بے گھر کرنے کے لیے درکار کام، اور (c) جب چیز کو 10 میٹر کی اونچائی پر منتقل کیا جاتا ہے تو اس کی کشش ثقل کی ممکنہ توانائی میں تبدیلی۔

بحث:

شناخت شدہ: m = 1 kg، g = 10 m/s² ,

(a) وزن کے مطابق کام کرنا

W = – mg Δh

= – (1 کلو) (10 میٹر/سیکنڈ²)(5 میٹر) = – 50 جول

وزن منفی کام کرتا ہے کیونکہ وزن کی سمت چیز کی نقل مکانی کی سمت کے مخالف ہے۔

(وزن نیچے کی سمت میں ہے، آبجیکٹ کی نقل مکانی اوپر کی سمت میں ہے)۔

(b) لفٹ فورس کے ذریعے کام کریں۔

تاکہ چیز کو اٹھایا جا سکے، کم از کم لفٹ فورس وزن کے برابر ہونی چاہیے۔

= (1 کلو) (10 میٹر فی سیکنڈ²)(5 میٹر) = 50 جول

W = wh = mg Δh

لفٹ فورس کے ذریعہ کیا جانے والا کام مثبت ہے کیونکہ قوت کی سمت نقل مکانی کی طرح ہی ہے۔

(فورس لفٹ اوپر کی سمت میں ہے، نقل مکانی اوپر کی سمت میں ہے)

(c) ممکنہ توانائی میں تبدیلی

ΔPE = mg Δh

ΔPE = 50 جول

آبجیکٹ کی کشش ثقل کی صلاحیت 50 Joules سے بڑھ جاتی ہے۔

قدامت پسند قوتوں اور ممکنہ توانائی کے ذریعہ کئے گئے کام کے بارے میں 20 تصوراتی سوالات اور جوابات:

Question. سوال: قدامت پسند قوتیں کیا ہیں؟ جواب: قدامت پسند قوتیں ایسی قوتیں ہیں جن کے لیے کیے گئے کام کیے گئے راستے سے آزاد ہیں۔

Question. سوال: قدامت پسند قوت کی طرف سے کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی میں ہونے والی تبدیلی سے کیسے متعلق ہے؟ جواب: قدامت پسند قوت کے ذریعہ کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی میں منفی تبدیلی کے برابر ہے۔

Question. سوال: قدامت پسند قوت کی ایک عام مثال کا نام بتائیں۔ جواب: کشش ثقل قوت قدامت پسند قوت کی ایک عام مثال ہے۔

Question. سوال: رگڑ کو قدامت پسند قوت کیوں نہیں سمجھا جاتا؟ جواب: کیونکہ رگڑ سے کیا جانے والا کام اس راستے پر منحصر ہوتا ہے۔

Question. سوال: زمین کی سطح کے قریب کسی چیز کی کشش ثقل کی ممکنہ توانائی کا اظہار کیسے کیا جاتا ہے؟ جواب: کشش ثقل کی ممکنہ توانائی کا اظہار اس طرح کیا جاتا ہے۔ $PE=mxgxh$، جہاں m کمیت ہے، g کشش ثقل کی وجہ سے سرعت ہے، اور h ایک حوالہ نقطہ سے اوپر کی اونچائی ہے۔

Question. سوال: کیا ممکنہ توانائی کبھی منفی ہو سکتی ہے؟ جواب: ہاں، حوالہ نقطہ کے انتخاب کے لحاظ سے ممکنہ توانائی منفی ہو سکتی ہے۔

Question. سوال: اگر کسی نظام کی ممکنہ توانائی بڑھ جاتی ہے، تو حرکی توانائی کا کیا ہوتا ہے، یہ فرض کرتے ہوئے کہ کوئی بیرونی کام نہیں کیا گیا ہے؟ جواب: حرکی توانائی اسی مقدار سے کم ہوتی ہے جس سے ممکنہ توانائی بڑھتی ہے، مکینیکل توانائی کے تحفظ کو برقرار رکھا جاتا ہے۔

Question. سوال: میکانی توانائی کے تحفظ کے لیے کیا شرائط ہیں؟ جواب: مکینیکل توانائی محفوظ رہتی ہے جب صرف قدامت پسند قوتیں نظام پر عمل کرتی ہیں۔

Question. سوال: ایک بند نظام میں جہاں صرف قدامت پسند قوتیں کام کر رہی ہوں، کل مکینیکل توانائی کے بارے میں کیا کہا جا سکتا ہے؟ جواب: کل مکینیکل توانائی مستقل رہتی ہے۔

Question. سوال: برقی میدان میں برقی چارج کی ممکنہ توانائی کا تعین کیسے کیا جاتا ہے؟ جواب: ممکنہ توانائی $U=qxV$، جہاں q چارج ہے اور V پوٹینشل ہے۔

Question. سوال: کشش ثقل کے میدان میں کسی چیز کو اٹھانے سے اس کی ممکنہ توانائی کیوں بڑھ جاتی ہے؟ جواب: کیونکہ چیز کو اٹھانے کے لیے کشش ثقل کی قوت کے خلاف کام کیا جاتا ہے، جو ممکنہ توانائی کے طور پر محفوظ ہو جاتی ہے۔

Question. سوال: ایک قدامت پسند قوت کی طرف سے بند لوپ میں کام کیسے کیا جاتا ہے؟ جواب: ایک بند لوپ پر قدامت پسند قوت کے ذریعے کیا جانے والا خالص کام صفر ہے۔

Question. سوال: ممکنہ توانائی کا استحکام سے کیا تعلق ہے؟ جواب: ان مقامات پر جہاں ممکنہ توانائی کم سے کم ہے، نظام مستحکم ہے۔

Question. سوال: کیا مختلف اونچائیوں پر موجود دو اشیاء میں ایک جیسی ثقلی صلاحیت کی توانائی ہو سکتی ہے؟ جواب: ہاں، وہ کر سکتے ہیں، ممکنہ توانائی کے لیے حوالہ کی سطح کے انتخاب پر منحصر ہے۔

Question. سوال: ہم اکثر زمین کو کشش ثقل کی ممکنہ توانائی کے حوالے کے طور پر کیوں منتخب کرتے ہیں؟ جواب: یہ ایک آسان اور عام طور پر سمجھا جانے والا حوالہ فراہم کرتا ہے، حالانکہ کسی بھی نکتے کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔

Question. سوال: صرف قدامت پسند قوتوں کے ساتھ الگ تھلگ نظام میں، اگر ممکنہ توانائی 10 J تک کم ہوتی ہے، تو حرکی توانائی کتنی تبدیل ہوتی ہے؟ جواب: حرکی توانائی میں 10 J اضافہ ہوتا ہے۔

Question. سوال: قدامت پسند شعبوں میں ممکنہ توانائی کا طاقت سے کیا تعلق ہے؟ جواب: قوت ممکنہ توانائی کا منفی میلان ہے۔

Question. سوال: اگر کسی چیز کو قدامت پسند قوت کی سمت میں منتقل کیا جاتا ہے، تو اس کی ممکنہ توانائی کیسے بدلتی ہے؟ جواب: اس کی ممکنہ توانائی کم ہو جاتی ہے۔

Question. سوال: کیا یہ ممکن ہے کہ کسی شے میں حرکی توانائی ہو لیکن ممکنہ توانائی صفر ہو؟ جواب: جی ہاں، یہ ممکنہ توانائی کے لیے حوالہ نقطہ کے انتخاب پر منحصر ہے۔

یہ سوالات اور جوابات قدامت پسند قوتوں اور ممکنہ توانائی کے بارے میں بنیادی تصورات کا احاطہ کرتے ہیں، جو کلاسیکی میکانکس کا ایک لازمی حصہ ہیں۔