स्थिर वैद्युत साम्यावस्था electrostatic equilibrium meaning in hindi and problems , स्थायी संतुलन

SbistudyApril 16, 2020inPhysics

स्थायी संतुलन , अस्थायी अथवा उदासीन सन्तुलन स्थिर वैद्युत साम्यावस्था electrostatic equilibrium meaning in hindi and problems किसे कहते है ? सूत्र , परिभाषा क्या है ?

स्थिर वैद्युत साम्यावस्था (electrostatic equilibrium) :वह बिंदु जहाँ आवेशित कण पर परिणामी बल शून्य हो जाता है , उस बिन्दु को साम्यावस्था या सन्तुलन अवस्था कहलाती है।

अस्थायी संतुलन: यदि आवेश को थोडा विस्थापित करने पर यह उसी साम्यावस्था पर न आये व माध्य स्थिति से दूर चला जाए तो यह संतुलन अस्थायी कहलाता है।

अस्थायी संतुलन के लिए शर्तें –

स्थितिज ऊर्जा (U) = अधिकतम

d²U/dx²= ऋणात्मक

स्थायी संतुलन: यदि आवेश को थोड़ा विस्थापित करने पर यह पुनः उसी साम्यावस्था पर आने की कोशिश करे तो यह स्थायी संतुलन कहलाता है।

स्थितिज ऊर्जा (U) = न्यूनतम

d²U/dx²= धनात्मक

उदासीन साम्यावस्था: यदि आवेश को अल्प दूरी तक विस्थापित किया जाए और यह फिर भी साम्यावस्था में रहे तो इस स्थिति को उदासीन साम्यावस्था कहते है।

स्थितिज ऊर्जा (U) = नियत (constant)

d²U/dx²= 0

प्रश्न: दो बिन्दुवत आवेशQ₁वQ₂है , इन दोनों की प्रकृति समान है एवं प्रत्येक आवेश का द्रव्यमानmहै को इस प्रकार रखा जाता है कि गुरुत्वाकर्षण बल एवं वैद्युत प्रतिकर्षण बल को संतुलित कर देता है।

क्या वे स्थायी साम्यावस्था में है ? और यदि नहीं तो साम्यावस्था की प्रकृति क्या है ?

उत्तर :Q₁वQ₂दोनों आवेश समान प्रकृति के है अत: दोनों के मध्य कार्यरत प्रतिकर्षण बल का मान =KQ₁Q₂/r²

Q₁वQ₂दोनों आवेशों का द्रव्यमान m है अत: इन पर कार्यरत गुरुत्वाकर्षण बल का मान =Gm²/r²

प्रशनानुसारKQ₁Q₂/r²=Gm²/r²

दूरी पर अनिर्भर आवेश हमेशा साम्यावस्था में रहेंगे। यदि अब दूरी बढ़ा या घटा दी जाए तो साम्यावस्था पर कोई फर्क नहीं पड़ेगा अत: यह उदासीन साम्यावस्था है।

प्रश्न : एक छड को रगड़ने पर उस पर8.0 x 10^-7कूलाम ऋण आवेश उत्पन्न होता है। छड़ पर कितने इलेक्ट्रॉन अधिक एकत्र हो गए ? छड के द्रव्यमान में कितनी वृद्धि हुई है ?

उत्तर : माना छड पर8.0 x 10^-7कूलाम आवेश उत्पन्न होने से n इलेक्ट्रॉन एकत्र हो गए है , अत:

सूत्र q = ne

q =8.0 x 10^-7कूलाम

n = ?

e = इलेक्ट्रॉन पर आवेश =1.6 x 10^-19कूलाम

सूत्र में मान रख कर हल करने पर –

8.0 x 10^-7= n x1.6 x 10^-19

n =8.0 x 10^-7/1.6 x 10^-19

n =5 x 10¹²इलेक्ट्रॉन एकत्र हो गए है।

छड के द्रव्यमान में वृद्धि = m.n

जहाँ m = इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान =9.1 x 10^-31Kg

छड के द्रव्यमान में वृद्धि =9.1 x 10^-31Kgx5 x 10¹²