गुरुत्वाकर्षण

गुरुत्वीय स्थितीज ऊर्जा

views

4:39

ऊर्जा म्हणजे कार्य करण्याची क्षमता वस्तूच्या विशिष्ट स्थितीमुळे किंवा स्थानामुळे त्यात जी ऊर्जा सामावलेली असते तिला स्थितीज ऊर्जा म्हणतात. उदाहरणार्थ, एक लोखंडी गोळा उंचावरून सरळ जमिनीवर खाली पडला, तर जमिनीला इजा पोहचते किंवा तेथे खळगा पडतो म्हणजेच तेथे काही कार्य होते. यावरून असे लक्षात येते की, उंचीवर असताना लोखंडी गोळयात ऊर्जा असते. नुसता गोळा जमिनीवर ठेवला तर ते कार्य करत नाही. म्हणजेच ही ऊर्जा सापेक्ष (स्पष्ट दिसणारी) असते. व पृष्ठभागापासून वस्तूंची उंची वाढल्यास ती वाढत जाते. वस्तुतील स्थितिज ऊर्जा ही आपल्याला तिचे वजन म्हणजेच वस्तुमान (m) व गुरूत्व त्वरण (g) आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासूनची उंची (h) यांच्या गुणाकाराने मिळते. म्हणून पृथ्वीची गुरूत्वीय स्थितीज ऊर्जा mgh म्हणजेच वस्तुमान xगुरूत्व त्वरण x उंची असते. परंतु मुलांनो, जेव्हा h चे मुल्य अधिक असते तेव्हा g चे मुल्य उंचीप्रमाणे कमी होत जाते. वस्तू ही पृथ्वीपासून अनंत अंतरावर असताना g चे मूल्य 0 असते आणि अशावेळी वस्तूवर पृथ्वीचे गुरुत्व बलही कार्य करीत नाही. त्यामुळे तेथे वस्तूची गुरूत्वीय स्थितीज ऊर्जा शून्य घेणे अधिक योग्य ठरते. अर्थात स्थितीज ऊर्जा शून्याहूनही कमी असेल तर ती ऋण घेतली जाते. वस्तू पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून h उंचीवर असतांना तिची : गुरुत्वीय ऊर्जा = ( ऋण गुरुत्वीय स्थिरांक (-G)x पृथ्वीचे वस्तुमान(M)x पदार्थाचे वस्तुमान(m))/(पृथ्वीची त्रिज्या(R)+ पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासूनची उंची(h)). म्हणजेच(-GMm)/(R+h)एवढी घेतली जाते. येथे, R = पृथ्वीची त्रिज्या आणिM = पृथ्वीचे वस्तुमान आहे.