નીચે આપેલી ઊર્જાના જુદાં જુદાં સ્વરૂપો સમજાવો :
$(a)$ ઊષ્માઊર્જા (Heat Energy)
$(b)$ રાસાયણિક ઊર્જા (Chemical Energy)
$(c)$ વિદ્યુતઊર્જા (Electrical Energy)
$(i)$ઉષ્માઉર્જા:
ધર્ષણબળ એ અસંરક્ષી બળ છે અને ધર્ષણબળ કાર્ય સાથે જોડાયેલ છે.
ખરબચડી સપાટીવાળા સમતલ પર $v_{0}$ ઝડપથી સરક્તો $m$ દળનો બ્લોક $x_{0}$ અંતર કાપીને સ્થિર થાય છે. ગતિક ધર્ષણબળ $f$ ના કારણે થતું કાર્ય $f x_{0}$ છે.
કાર્યઊર્જા પ્રમેય પરથી $x_{0}$ જેટલું અંતર કાપતાં ગતિઊર્જાનો ફેરફાર $\frac{m v_{0}^{2}}{2}=f x_{0}$ થાય.
જે યંત્રશાસ્ત્રના સંદર્ભમાં વિચારીએ તો બ્લોકની ગતિઊર્જા ધર્ષણબળના કારણે વેડફાઈ જય છે. ટેબલ પર રહેલો બ્લોક સરક્તા ધર્ષણના કારણે બ્લોક અને ટેબલની આંતરિક ઊર્જામાં વધારો થાય તેથી તાપમાન વધે.
શિયાળામાં ખૂબ જ ઠંડી હોય ત્યારે આપણે બંને હથેળીઓ ઝડપથી ધસીને ગરમી ઉત્પન્ન કરીએ છીએ.
ઊષ્માઉર્જના રૂપાંતરણનો ખ્યાલ એ પરથી આવે $1\,kg$ પાણી $10^{\circ}\,C$ જેટલું ઠંડુ થાય તો $42000\, J$ ઊર્જા મુક્ત થાય છે.
$(ii)$ રસાયણિક ઉર્જા:
રસાયણિક પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતાં અણુઓની જુદી-જુદી બંધનઉર્જાઓના કારણે રસાયણિક ઉર્જા ઉત્પ્પન થાય છે.
એક સ્થિર સંયોજનની ઊર્જા તેના મુક્ત ધટકો કરતાં ઓછી હોય છે.
રસાયણિક પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે પરમાણુઓની પુન:ગોઠવણી છે.
આમ, રાસાયણિક ઉર્જા એ હકીકતમાં વિદ્યુતચુંબકીય ઊર્જા છે.
જો પ્રક્રિયકોની કુલ ઉર્જા ,પ્રક્રિયાની ઉપજોની ઉર્જા કરતાં વધારે હોય,તો ઉષામાં મુકત થાય છે.અને આવી પ્રક્રિયા ઊષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા કહેવાય છે.
જો પ્રક્રિયકોની કુલ ઉર્જા ,પ્રક્રિયાની ઉપજોની ઉર્જા કરતાં ઓછી હોય,તો ઉષામાં મુકત થાય છે.અને આવી પ્રક્રિયા ઊષ્માશોષક પ્રક્રિયા કહેવાય છે.
કોલસો એ કાર્બનનો બનેલો છે અને તેના $1\,kg$ દહનના પરિણામે $3 \times 10^{7} J$ ઉર્જા મુક્ત થાય છે. રાસાયણિક ઊર્જા એવાં બળો સાથે સંકળાયેલી છે કે જે પદાર્થોને સ્થિરતા પૂરી પાડે. આ બળો પરમાણુઓને અણુંઓમાં, અણુઓને મિશ્ર અણું (બહુલક$-Polymeric Chain)$ શૃંખલામાં બાંધે છે.
કોલસો, રાંધણ ગેસ, લાકડું અને પેટ્રોલિયમના દહનથી ઉત્પન્ન થતી રાસાયણિક ઊર્જા આપણા રોજીંદા જીવન માટે અનિવાર્ય છે.
$(iii)$ વિદ્યુત ઉર્જા
વિદ્યુત પરિપથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ સાથે સંક્ળાયેલી વિદ્યુતઉર્જા વિદ્યુતભારના વહનથી બલ્બ પ્રકાશે, પંખો ફરે અને ધંટડી રણકે છે. વિદ્યુતઉર્જા = વિદ્યુતસ્થિતિમાન $\times$ વિદ્યુતભાર
વિદ્યુતપ્રવાહ સાથે વિદ્યુતઊર્જા સંકળાયેલી છે.
વિદ્યુતઉર્જા = વિદ્યુતસ્થિતિમાન $\times$ વિદ્યુતપ્રવાહ $\times$ સમય
ભારતમાં એક પરિવાર સરેરાશ રીતે એક સેકન્ડમાં આશરે $200\,J$ જેટલી વિદ્યુતઉર્જા વાપરે છે.
સ્થિર રહેલ $500\; \mathrm{g}$ દળના પદાર્થ પર બદલાતું બળ લગતા તેનો $\mathrm{X}$ ઘટક નીચે દર્શાવ્યા પ્રમાણે બદલાય છે. તો $X=8 \;\mathrm{m}$ અને $X=12\; \mathrm{m}$ બિંદુ આગળ કણનો વેગ કેટલો થાય?
$10\; g$ દળનો એક કણ $ 6.4\; cm$ ત્રિજયાના વર્તુળાકાર માર્ગ પર અચળ સ્પર્શીય પ્રવેગથી ગતિ કરે છે. જો ગતિની શરૂઆત પછી બીજું પરિભ્રમણ પૂરું કરે ત્યારે કણની ગતિઊર્જા $8 \times 10^{-4} J $ થઇ જાય, તો આ પ્રવેગનું મૂલ્ય ($m/s^{2}$ માં) કેટલું હશે?
$0.5\,kg$ દળ ધરાવતી વસ્તુ $v=\left(3 x^2+4\right) m / s$ ના વેગથી સીધા પથ પર ગતિ કરે છે. તેના $x=0$ થી $x=2 m$ દરમ્યાનના સ્થાનાંનતર માટે બળ દ્વારા થતું પરિણામી કાર્ય $SI$ એકમમાં $\dots\,J$ હશે.
પરમાણુ બોમ્બનો સિદ્ધાંત લખો અને પરમાણુ બોમ્બમાં કઈ ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા થાય છે તે જણાવો.
$\mathrm{m}$ દળ ધરાવતો એક કણ સીધી રેખામાં $v=\alpha \sqrt{x}$ જ્યાં $\alpha$ એ અચળાંક હોય, સમીકરણ અનુસાર અંતર સાથે વધતા વેગ સાથે ગતિ કરે છે. $x=0$ થી $x=\mathrm{d}$ દ૨મ્યાન કણ ઉપર લગાવેલા બધા જ બળો દ્વારા થતું કુલ કાર્ય ........... હશે.