Energy 1:00

बच्चों के लिए खिंचाव वाली संग्रहीत ऊर्जा

1खिंचाव की गुप्त शक्ति

जब आप एक रबर बैंड को खींचते हैं या एक उछालभरे ट्रैम्पोलिन पर नीचे दबाते हैं, तो आप वास्तव में काम कर रहे एक वैज्ञानिक होते हैं! आप अपने शरीर की मांसपेशियों का उपयोग किसी चीज़ को उसके प्राकृतिक आकार से बाहर ले जाने के लिए कर रहे होते हैं, जिससे 'छिपी हुई' ऊर्जा का एक प्रकार बनता है जिसे लोचदार स्थितिज ऊर्जा कहा जाता है। इसकी कल्पना एक छोटे, अदृश्य बैटरी की तरह करें जो सामग्री को जितना अधिक खींचते हैं, उतनी ही अधिक चार्ज होती जाती है। जब तक आप उस रबर बैंड को कसकर पकड़ते हैं, तब तक ऊर्जा अंदर बंद रहती है। लेकिन जिस क्षण आप उसे छोड़ते हैं, वह ऊर्जा बस गायब नहीं होती; यह तुरंत गति में बदल जाती है, जिससे वस्तु एक संतोषजनक 'पॉप' या 'स्प्रिंग!' के साथ अपने मूल आकार में वापस आ जाती है।

2प्राचीन धनुषों से लेकर आधुनिक क्लिक तक

इस प्रकार की ऊर्जा हजारों वर्षों से मनुष्यों की मदद कर रही है। बहुत पहले, शिकारी तीरों को 150 मील प्रति घंटे से अधिक की गति से छोड़ने के लिए धनुषों में मुड़ी हुई लकड़ी और कसकर खींची गई डोरियों की शक्ति का उपयोग करते थे! आज, हम इसी विज्ञान का उपयोग बहुत छोटे तरीकों से करते हैं। आपके पसंदीदा क्लिक करने वाले पेन के अंदर, एक छोटा धातु का स्प्रिंग होता है जो हर बार जब आप बटन दबाते हैं तो ऊर्जा संग्रहीत करता है। रोमांच चाहने वालों द्वारा उपयोग किए जाने वाले विशाल बंजी कॉर्ड भी बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। जब कोई जम्पर गिरता है, तो कॉर्ड गिरने के बल को अवशोषित करने के लिए खिंचता है, फिर उसे सुरक्षित रूप से वापस आकाश की ओर खींचने के लिए जारी करता है।

3यह वापस क्यों आता है?

रहस्य इस बात में निहित है कि सामग्री किस चीज़ से बनी है। अधिकांश खिंचाव वाली चीज़ें लंबी, उलझी हुई अणुओं से बनी होती हैं जो मैगी के ढेर की तरह काम करती हैं। जब आप उन्हें खींचते हैं, तो आप उन अणुओं को सीधा होने और एक पंक्ति में आने के लिए मजबूर कर रहे होते हैं। वे वास्तव में उस स्थिति में रहना पसंद नहीं करते! उन्हें खींचकर, आप वस्तु पर 'काम' कर रहे होते हैं, और वह काम स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत रहता है। यदि आप एक रबर बैंड को बहुत दूर तक खींचते हैं, तो आप उसकी लोचदार सीमा (elastic limit) तक पहुँच सकते हैं, जो वह बिंदु है जहाँ अणु अब और पकड़ नहीं सकते हैं और बैंड टूट जाता है। इन सीमाओं को समझना इंजीनियरों को सुरक्षित कार बंपर से लेकर माउंटेन बाइक पर शॉक एब्जॉर्बर तक हर चीज़ बनाने में मदद करता है।

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परिचय

क्या आपने कभी रबर बैंड को खींचा है, ट्रैम्पोलिन पर कूदे हैं, या किसी को धनुष और तीर खींचते देखा है? इन सभी उदाहरणों में, कुछ खास हो रहा है: ऊर्जा संग्रहीत की जा रही है! यह छिपी हुई शक्ति लोचदार स्थितिज ऊर्जा कहलाती है, और जैसे ही इसे छोड़ा जाता है यह कार्रवाई में आने के लिए तैयार होती है।

मुख्य तथ्य

क्या आप जानते हैं कि बहुत समय पहले, लोग धनुष और तीरों का इस्तेमाल करते थे, जो मुड़ी हुई लकड़ी और खिंची हुई डोरी में लोचदार ऊर्जा संग्रहीत करके काम करते थे, ताकि वे शिकार कर सकें और खुद को बचा सकें? पेन के अंदर छोटे स्प्रिंग भी क्लिक करने में मदद करने के लिए लोचदार ऊर्जा संग्रहीत करते हैं। बंजी जंपर कॉर्ड के खिंचने और फिर उन्हें वापस ऊपर खींचने पर लोचदार ऊर्जा का भारी विमोचन अनुभव करते हैं।

सोचिए

जब आप रबर बैंड या स्प्रिंग जैसी किसी चीज़ को खींचते हैं तो ऊर्जा कहाँ जाती है?

उत्तर

जब आप रबर बैंड को खींचते हैं, तो आप उसका आकार बदलकर काम कर रहे होते हैं। यह काम गायब नहीं होता; बल्कि, यह रबर बैंड के अंदर लोचदार स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत हो जाता है। वह सामग्री अपने मूल आकार में लौटना चाहती है, और जैसे ही वह वापस आती है, वह संग्रहीत सभी ऊर्जा जारी कर देती है, जिसका उपयोग फिर कुछ करने के लिए किया जा सकता है, जैसे पत्थर को फेंकना।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

लोचदार स्थितिज ऊर्जा क्या है?

लोचदार स्थितिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु में तब संग्रहीत होती है जब उसे अस्थायी रूप से धक्का दिया जाता है, खींचा जाता है, या आकार से बाहर मोड़ा जाता है। जब आप वस्तु को छोड़ते हैं, जैसे कि एक खींचा हुआ स्प्रिंग या एक दबा हुआ गेंद, तो यह अपने मूल रूप में लौटने के लिए उस संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करता है।

एक पेन के अंदर स्प्रिंग ऊर्जा कैसे संग्रहीत करते हैं?

जब आप एक पेन क्लिक करते हैं, तो आप एक छोटे धातु के स्प्रिंग को संपीड़ित (compress) कर रहे होते हैं, जिससे उसके कॉइल एक-दूसरे के करीब आ जाते हैं। यह संपीड़न धातु के अंदर ऊर्जा को फँसा देता है, और जब आप इसे फिर से क्लिक करते हैं, तो वह ऊर्जा पेन की नोक को अंदर या बाहर धकेलने के लिए जारी होती है।

रबर बैंड को खींचने पर वह गर्म क्यों हो जाता है?

जब आप रबर बैंड को खींचते हैं, तो अंदर के अणु बहुत तेज़ी से अलग हो रहे होते हैं। इस गति से थोड़ा आंतरिक घर्षण पैदा होता है, जो आपके खिंचाव के काम का कुछ हिस्सा गर्मी में बदल देता है जिसे आप कभी-कभी अपनी उंगलियों से महसूस कर सकते हैं!

क्या हर वस्तु लोचदार ऊर्जा संग्रहीत कर सकती है?

हर वस्तु नहीं कर सकती! केवल 'लोचदार' सामग्री जैसे रबर, कुछ धातुएँ और कुछ लकड़ियाँ ही इस ऊर्जा को संग्रहीत कर सकती हैं क्योंकि वे अपने मूल आकार में वापस आने में सक्षम होती हैं। मिट्टी या प्ले-डो जैसी चीज़ें 'प्लास्टिक' होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे बस उसी नए आकार में रह जाती हैं जो आप उन्हें देते हैं।

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