ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି କ’ଣ?#

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି କୌଣସି ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତି ବା ଅବସ୍ଥା ହେତୁ ସେଥିରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ସେହି ଶକ୍ତି ଯାହାକି ଏକ ବସ୍ତୁ ଅନ୍ୟ ବସ୍ତୁ ସହିତ ତା’ର ଅବସ୍ଥିତି, ଭୂମି ଠାରୁ ଉଚ୍ଚତା, କିମ୍ବା ତା’ର ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ବିକୃତି ହେତୁ ଧାରଣ କରିଥାଏ। ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ସଞ୍ଚିତ ଶକ୍ତି ଯାହାକୁ ଗତିଜ ଶକ୍ତି କିମ୍ବା ତାପ ଭଳି ଅନ୍ୟ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ କରାଯାଇପାରେ।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ଉଦାହରଣ#

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର କେତେକ ଉଦାହରଣ ହେଲା:

• ଭୂମି ଠାରୁ ଉପରେ ଧରି ରଖାଯାଇଥିବା ଏକ ବଲ୍ ମଧ୍ୟରେ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରହିଥାଏ।
• ଟାଣି ରଖାଯାଇଥିବା ଏକ ରବର ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରହିଥାଏ।
• ଚାପି ରଖାଯାଇଥିବା ଏକ ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗରେ ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରହିଥାଏ।
• ଉଚ୍ଚ ସ୍ଥାନରେ ଥିବା ଜଳାଶୟରେ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରହିଥାଏ।
• ଗୁଡ଼ାଇ ରଖାଯାଇଥିବା ଘଣ୍ଟାର ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗରେ ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ରହିଥାଏ।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିକୁ ଗତିଜ ଶକ୍ତି କିମ୍ବା ତାପ ଭଳି ଅନ୍ୟ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ କରାଯାଇପାରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଯେତେବେଳେ ଏକ ବଲ୍କୁ ଛାଡ଼ି ଦିଆଯାଏ, ତା’ର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ ହୁଏ। ଯେତେବେଳେ ଏକ ରବର ବ୍ୟାଣ୍ଡକୁ ଛାଡ଼ି ଦିଆଯାଏ, ତା’ର ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ ହୁଏ।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ସଞ୍ଚିତ ଶକ୍ତିର ଏକ ପ୍ରକାର ଯାହାକୁ ଅନ୍ୟ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ କରାଯାଇପାରେ। ଏହା ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଧାରଣା ଏବଂ ବାସ୍ତବ ଜୀବନରେ ଏହାର ଅନେକ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ପ୍ରକାରଭେଦ

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି କୌଣସି ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତି ବା ଅବସ୍ଥା ହେତୁ ସେଥିରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ସେହି ଶକ୍ତି ଯାହାକି ଏକ ବସ୍ତୁ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାର ସମ୍ଭାବନା ରଖିଥାଏ। ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ଅନେକ ପ୍ରକାର ରହିଛି, ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିଭିନ୍ନ ପରିସ୍ଥିତି ଏବଂ ବଳ ସହିତ ଜଡ଼ିତ। ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର କେତେକ ସାଧାରଣ ପ୍ରକାର ହେଲା:

1. ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଏକ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ କ୍ଷେତ୍ର ମଧ୍ୟରେ ଏକ ବସ୍ତୁର ଅବସ୍ଥିତି ହେତୁ ସେଥିରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ବସ୍ତୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱ, ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ହେତୁ ତ୍ୱରଣ, ଏବଂ ତା’ର ଉଚ୍ଚତା ବା ଊର୍ଦ୍ଧ୍ୱସ୍ଥ ସ୍ଥିତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସୂତ୍ର ହେଉଛି:

$ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ\ ସ୍ଥିତିଜ\ ଶକ୍ତି\ (PE) = ବସ୍ତୁତ୍ୱ (m) × ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ\ ହେତୁ\ ତ୍ୱରଣ\ (g) × ଉଚ୍ଚତା (h) $

2. ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଏକ ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ବସ୍ତୁ ଟାଣି, ଚାପି କିମ୍ବା ବିକୃତ ହେବା ସମୟରେ ସେଥିରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ସେହି ଶକ୍ତି ଯାହାକି ବସ୍ତୁଟି ତା’ର ମୂଳ ଆକୃତିରେ ଫେରିଆସିବା ସମୟରେ ମୁକ୍ତ କରିପାରେ। ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସୂତ୍ର ହେଉଛି:

$ ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକ\ ସ୍ଥିତିଜ\ ଶକ୍ତି\ (PE) = 1/2 × ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗ\ ସ୍ଥିରାଙ୍କ (k) × (ଦୈର୍ଘ୍ୟର\ ପରିବର୍ତ୍ତନ)^2 $

3. ରାସାୟନିକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ରାସାୟନିକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଏକ ପଦାର୍ଥର ରାସାୟନିକ ବନ୍ଧନରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ସେହି ଶକ୍ତି ଯାହାକି ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ ମୁକ୍ତ କିମ୍ବା ଶୋଷିତ ହୋଇପାରେ। ରାସାୟନିକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସୂତ୍ର ହେଉଛି:

$ ରାସାୟନିକ\ ସ୍ଥିତିଜ\ ଶକ୍ତି\ (PE) = ଏନ୍ଥାଲ୍ପିର\ ପରିବର୍ତ୍ତନ (ΔH) $

4. ବିଦ୍ୟୁତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ବିଦ୍ୟୁତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଆବେଷ୍ଟିତ କଣିକାମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ବିଦ୍ୟୁତ କ୍ଷେତ୍ର ଭିତରେ ତା’ମାନଙ୍କର ଅବସ୍ଥିତି ହେତୁ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା କଣିକାମାନଙ୍କର ଆବେଷ୍ଟ, ବିଦ୍ୟୁତ ବିଭବ, ଏବଂ କଣିକାମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ଦୂରତା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ବିଦ୍ୟୁତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସୂତ୍ର ହେଉଛି:

$ ବିଦ୍ୟୁତ\ ସ୍ଥିତିଜ\ ଶକ୍ତି\ (PE) = ଆବେଷ୍ଟ (q) × ବିଦ୍ୟୁତ\ ବିଭବ (V) $

5. ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଏକ ପରମାଣୁର ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟସ୍ ଭିତରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ସେହି ଶକ୍ତି ଯାହାକି ପ୍ରୋଟନ୍ ଏବଂ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍କୁ ଏକ ସ୍ଥିର ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟସ୍ ଗଠନ ପାଇଁ ଏକତ୍ର ବାନ୍ଧି ରଖେ। ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଅନ୍ୟ ପ୍ରକାରର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ତୁଳନାରେ ଅତ୍ୟଧିକ ବଡ଼ ଏବଂ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ ମୁକ୍ତ ହୁଏ।

6. ଚୁମ୍ବକୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ଚୁମ୍ବକୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଚୁମ୍ବକୀୟ ପଦାର୍ଥମାନଙ୍କର ଚୁମ୍ବକୀୟ ଗୁଣ ହେତୁ ସେଥିରେ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଶକ୍ତି, ପଦାର୍ଥର ଚୁମ୍ବକୀୟ ମୋମେଣ୍ଟ, ଏବଂ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଧ୍ରୁବମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ଦୂରତା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ଚୁମ୍ବକୀୟ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସୂତ୍ର ହେଉଛି:

$ ଚୁମ୍ବକୀୟ\ ସ୍ଥିତିଜ\ ଶକ୍ତି\ (PE) = ଚୁମ୍ବକୀୟ\ ମୋମେଣ୍ଟ (μ) × ଚୁମ୍ବକୀୟ\ କ୍ଷେତ୍ର\ ଶକ୍ତି (B) $

ଏଗୁଡ଼ିକ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର କେତେକ ସାଧାରଣ ପ୍ରକାର। ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରକାରର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ନିଜସ୍ୱ ବିଶେଷତା ରହିଛି ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ଭୌତିକ ଘଟଣା ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ।

ସ୍ଥିତିଜ ଏବଂ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ମଧ୍ୟରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ#

ସ୍ଥିତିଜ ଏବଂ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ଦୁଇଟି ମୌଳିକ ଧାରଣା ଯାହା ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତି ଏବଂ ଗତି ସହିତ ଜଡ଼ିତ ଶକ୍ତିକୁ ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ। ଉଭୟ ପ୍ରକାରର ଶକ୍ତି ଜୁଲ୍ (J) ରେ ମାପାଯାଇଥାଲେ ହେଁ, ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରକୃତି ଏବଂ ଆଚରଣରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ ରହିଛି।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଏକ ତନ୍ତ୍ର ମଧ୍ୟରେ ତା’ର ସ୍ଥିତି ବା ବିନ୍ୟାସ ହେତୁ ସଞ୍ଚିତ ହୋଇଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ସେହି ଶକ୍ତି ଯାହାକି ଏକ ବସ୍ତୁ ଏକ ବଳ କ୍ଷେତ୍ର ସହିତ ତା’ର ଅବସ୍ଥିତି ହେତୁ ଧାରଣ କରିଥାଏ। ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ଉଦାହରଣ ହେଉଛି ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି, ଯାହା ହେଉଛି ଏକ ବସ୍ତୁ ଭୂମି ଠାରୁ ତା’ର ଉଚ୍ଚତା ହେତୁ ଧାରଣ କରିଥିବା ଶକ୍ତି। ଏକ ବସ୍ତୁ ଯେତେ ଉଚ୍ଚରେ ଥାଏ, ତା’ର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ସେତେ ଅଧିକ ହୁଏ।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ମୁଖ୍ୟ ବିଷୟବସ୍ତୁ:

• ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ସଞ୍ଚିତ ଶକ୍ତି।
• ଏହା ଏକ ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତି ବା ବିନ୍ୟାସ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ।
• ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ପ୍ରକାର।
• ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିକୁ ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ କରାଯାଇପାରେ।

ଗତିଜ ଶକ୍ତି

ଗତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଏକ ବସ୍ତୁ ତା’ର ଗତି ହେତୁ ଧାରଣ କରିଥିବା ଶକ୍ତି। ଏହା ହେଉଛି ଗତିର ଶକ୍ତି। ଏକ ବସ୍ତୁ ଯେତେ ଦ୍ରୁତ ଗତି କରୁଥାଏ, ତା’ର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ସେତେ ଅଧିକ ହୁଏ। ଗତିଜ ଶକ୍ତି ବସ୍ତୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଏବଂ ତା’ର ବେଗ ଉଭୟ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ।

ଗତିଜ ଶକ୍ତି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ମୁଖ୍ୟ ବିଷୟବସ୍ତୁ:

• ଗତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଗତିର ଶକ୍ତି।
• ଏହା ଏକ ବସ୍ତୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଏବଂ ବେଗ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ।
• ଏକ ବସ୍ତୁ ଯେତେ ଦ୍ରୁତ ଗତି କରୁଥାଏ, ତା’ର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ସେତେ ଅଧିକ ହୁଏ।
• ଗତିଜ ଶକ୍ତିକୁ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ କରାଯାଇପାରେ।

ତୁଳନାତ୍ମକ ସାରଣୀ

ବିଶେଷତା	ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି	ଗତିଜ ଶକ୍ତି
ପ୍ରକୃତି	ସଞ୍ଚିତ ଶକ୍ତି	ଗତିର ଶକ୍ତି
ନିର୍ଭରଶୀଳତା	ସ୍ଥିତି ବା ବିନ୍ୟାସ	ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଏବଂ ବେଗ
ସାଧାରଣ ପ୍ରକାର	ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି	ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଗତିଜ ଶକ୍ତି
ପରିବର୍ତ୍ତନ	ଗତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ ହୋଇପାରେ	ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିରେ ପରିଣତ ହୋଇପାରେ

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ

ସ୍ଥିତିଜ ଏବଂ ଗତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ଦୁଇଟି ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକ ଧାରଣା ଯାହା ବସ୍ତୁ ଏବଂ ତନ୍ତ୍ରର ଆଚରଣ ବୁଝିବାରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ସ୍ଥିତି ବା ବିନ୍ୟାସ ହେତୁ ସଞ୍ଚିତ ଶକ୍ତିକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରିଥାଏ, ଯେତେବେଳେ କି ଗତିଜ ଶକ୍ତି ଗତିର ଶକ୍ତିକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରିଥାଏ। ଉଭୟ ପ୍ରକାରର ଶକ୍ତି ପରସ୍ପର ମଧ୍ୟରେ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହୋଇପାରେ, ଏବଂ ଏହାର ବୁଝାମଣା ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବିଜ୍ଞାନର ବିଭିନ୍ନ କ୍ଷେତ୍ର ପାଇଁ ମୌଳିକ ଅଟେ।

ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତିର ସମାଧାନ କରାଯାଇଥିବା ଉଦାହରଣ#

ଉଦାହରଣ 1: ଏକ ଶେଲ୍ଫ ଉପରେ ରଖାଯାଇଥିବା ବହିର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗଣନା କରିବା#

1 କିଲୋଗ୍ରାମ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ବିଶିଷ୍ଟ ଏକ ବହି ଭୂମି ଠାରୁ 1.5 ମିଟର ଉପରେ ଥିବା ଏକ ଶେଲ୍ଫ ଉପରେ ରଖାଯାଇଛି। ପୃଥିବୀର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ କ୍ଷେତ୍ରରେ ତା’ର ସ୍ଥିତି ହେତୁ ବହିର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗଣନା କରନ୍ତୁ।

ସମାଧାନ:

ଏକ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ ବସ୍ତୁର ସ୍ଥିତି ହେତୁ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି (PE) ନିମ୍ନଲିଖିତ ସୂତ୍ର ଦ୍ୱାରା ଦିଆଯାଏ:

$$ PE = mgh $$

ଯେଉଁଠାରେ:

• PE ହେଉଛି ଜୁଲ୍ (J) ରେ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି
• m ହେଉଛି କିଲୋଗ୍ରାମ (kg) ରେ ବସ୍ତୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱ
• g ହେଉଛି ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ହେତୁ ତ୍ୱରଣ (ପ୍ରାୟ 9.8 m/s²)
• h ହେଉଛି ମିଟର (m) ରେ ଏକ ସନ୍ଦର୍ଭ ବିନ୍ଦୁ ଠାରୁ ବସ୍ତୁର ଉଚ୍ଚତା

ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ, ବହିର ବସ୍ତୁତ୍ୱ 1 kg, ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ହେତୁ ତ୍ୱରଣ 9.8 m/s², ଏବଂ ଭୂମି ଠାରୁ ବହିର ଉଚ୍ଚତା 1.5 ମିଟର। ସୂତ୍ରରେ ଏହି ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରୟୋଗ କଲେ, ଆମେ ପାଇବା:

$$ PE = (1 kg)(9.8 m/s²)(1.5 m) = 14.7 J $$

ତେଣୁ, ପୃଥିବୀର ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ କ୍ଷେତ୍ରରେ ତା’ର ସ୍ଥିତି ହେତୁ ବହିର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି 14.7 J।

ଉଦାହରଣ 2: ଏକ ଟାଣି ରଖାଯାଇଥିବା ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗଣନା କରିବା#

100 N/m ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ବିଶିଷ୍ଟ ଏକ ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗକୁ ତା’ର ସନ୍ତୁଳନ ସ୍ଥିତିରୁ 0.1 ମିଟର ଟାଣି ରଖାଯାଇଛି। ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗରେ ସଞ୍ଚିତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗଣନା କରନ୍ତୁ।

ସମାଧାନ:

ଏକ ଟାଣି ରଖାଯାଇଥିବା ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି (PE) ନିମ୍ନଲିଖିତ ସୂତ୍ର ଦ୍ୱାରା ଦିଆଯାଏ:

$$ PE = (1/2)kx² $$

ଯେଉଁଠାରେ:

• PE ହେଉଛି ଜୁଲ୍ (J) ରେ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି
• k ହେଉଛି ନିଉଟନ୍ ପ୍ରତି ମିଟର (N/m) ରେ ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗ ସ୍ଥିରାଙ୍କ
• x ହେଉଛି ମିଟର (m) ରେ ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗର ତା’ର ସନ୍ତୁଳନ ସ୍ଥିତିରୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ

ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ, ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗ ସ୍ଥିରାଙ୍କ 100 N/m ଏବଂ ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗର ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ 0.1 ମିଟର। ସୂତ୍ରରେ ଏହି ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରୟୋଗ କଲେ, ଆମେ ପାଇବା:

$$ PE = (1/2)(100 N/m)(0.1 m)² = 0.5 J $$

ତେଣୁ, ସ୍ପ୍ରିଙ୍ଗରେ ସଞ୍ଚିତ ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ହେଉଛି 0.5 J।

ଉଦାହରଣ 3: ଏକ ପାହାଡ଼ର ଶୀର୍ଷରେ ଥିବା ରୋଲର କୋଷ୍ଟର କାରର ସ୍ଥିତିଜ ଶକ୍ତି ଗଣନା କରିବା#

1000 କିଲୋଗ୍ରାମ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ବିଶିଷ୍ଟ ଏକ ରୋଲର କୋଷ୍ଟର କାର ଭୂମି ଠାରୁ 30 ମିଟର ଉପରେ ଥିବା ଏକ ପାହାଡ଼ର ଶୀର୍ଷରେ ଅଛି। ପୃଥିବୀ