બે ધન વીજભારિત કણો $X$ અને $Y$ શરૂઆતમાં એકબીજાથી ઘણા દૂર અને સ્થિર છે. $X$ અમુક પ્રારંભિક વેગ સાથે $Y$ તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે. તંત્રનું કુલ વેગમાન અને ઉર્જા અનુક્રમે $p$ અને $E$ છે.

આ પ્રશ્નમાં વિધાન-$1$ અને વિધાન-$2$ છે. વિધાનો પછી આપેલા ચાર વિકલ્પોમાંથી,તે વિકલ્પ પસંદ કરો જે બે વિધાનોનું શ્રેષ્ઠ વર્ણન કરે છે.
વિધાન-$1$ : બિંદુ $P$ થી બિંદુ $Q$ સુધી ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ માટે,સ્થિત-વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા કણ પર થયેલું કુલ કાર્ય બિંદુ $P$ ને $Q$ સાથે જોડતા માર્ગથી સ્વતંત્ર છે.
વિધાન-$2$ : બંધ ગાળામાં ગતિ કરતા પદાર્થ પર સંરક્ષી બળ દ્વારા થયેલું કુલ કાર્ય શૂન્ય હોય છે.

બે સમાન સૂક્ષ્મ ગોળાઓ પર $Q_1$ અને $Q_2$ વિદ્યુતભાર $(Q_1 >> Q_2)$ છે. તેમની વચ્ચે લાગતું બળ $F_1$ છે. ગોળાઓને એકબીજા સાથે સંપર્કમાં લાવીને તેટલા જ અંતરે રાખવામાં આવે છે. હવે તેમની વચ્ચે લાગતું બળ $F_2$ છે. તો $F_1/F_2$ શું હશે?

મુક્ત અવકાશમાં,$1\,\mu C$ ના વીજભાર ધરાવતો કણ $A$ બિંદુ $P$ પર સ્થિર રાખવામાં આવ્યો છે. સમાન વીજભાર અને $4\,\mu g$ દળ ધરાવતો બીજો કણ $B$,$P$ થી $1\,mm$ ના અંતરે રાખવામાં આવ્યો છે. જો $B$ ને મુક્ત કરવામાં આવે,તો $P$ થી $9\,mm$ ના અંતરે તેનો વેગ કેટલો હશે? [ $\frac{1}{4\pi \varepsilon_0} = 9 \times 10^9\,N m^2 C^{-2}$ લો ]

$x$-અક્ષ પર $2a$ અંતરે બે સમાન વિદ્યુતભારો $q$ મૂકેલા છે. $m$ દળ ધરાવતો ત્રીજો વિદ્યુતભાર $q$ તેમની વચ્ચેના મધ્યબિંદુ પર મૂકેલો છે. જો આ વિદ્યુતભારને સંતુલન સ્થિતિથી $x$ જેટલા નાના અંતરે સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે, તો કણ:

નીચેનાના જવાબ આપો:
$(a)$ પૃથ્વીની સપાટીની સાપેક્ષમાં વાતાવરણનું ઉપરનું સ્તર લગભગ $400 \; kV$ પર છે,જે ઊંચાઈ સાથે ઘટતા વિદ્યુતક્ષેત્રને અનુરૂપ છે. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક,આ ક્ષેત્ર લગભગ $100 \; Vm^{-1}$ છે. તો પછી જ્યારે આપણે આપણા ઘરની બહાર ખુલ્લામાં નીકળીએ છીએ ત્યારે આપણને વિદ્યુત આંચકો કેમ લાગતો નથી? (ધારો કે ઘર એક સ્ટીલનું પાંજરું છે જેથી અંદર કોઈ ક્ષેત્ર નથી!)
$(b)$ એક માણસ એક સાંજે તેના ઘરની બહાર બે મીટર ઊંચો ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્લેબ ગોઠવે છે જેની ટોચ પર $1 \; m^2$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી મોટી એલ્યુમિનિયમની શીટ છે. જો તે બીજા દિવસે સવારે ધાતુની શીટને સ્પર્શ કરે તો શું તેને વિદ્યુત આંચકો લાગશે?
$(c)$ હવાની ઓછી વાહકતાને કારણે વાતાવરણમાં ડિસ્ચાર્જિંગ પ્રવાહ સમગ્ર વિશ્વમાં સરેરાશ $1800 \; A$ હોવાનું જાણીતું છે. તો પછી વાતાવરણ સમય જતાં સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થઈને વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ કેમ નથી બનતું? બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો,વાતાવરણને ચાર્જ કોણ રાખે છે?
$(d)$ વીજળીના ચમકારા દરમિયાન વાતાવરણની વિદ્યુત ઊર્જા કયા સ્વરૂપમાં વિખેરાઈ જાય છે?