Mechanical energy

Spread the love

ہم وضاحت کرتے ہیں کہ میکانی توانائی کیا ہے اور اس کی درجہ بندی کیسے کی جا سکتی ہے۔ نیز، مثالیں اور مکینیکل پوٹینشل اور حرکی توانائی۔

What is mechanical energy?

مکینیکل توانائی  کسی جسم یا نظام کی حرکی توانائی اور ممکنہ توانائی کا مجموعہ ہے ۔ حرکی توانائی وہ توانائی ہے جو حرکت پذیر جسموں کے پاس ہوتی ہے ، کیونکہ یہ ان کی رفتار اور بڑے پیمانے پر منحصر ہوتی ہے۔ دوسری طرف، ممکنہ توانائی ان قوتوں کے کام سے وابستہ ہے جنہیں قدامت پسند کہا جاتا ہے، جیسے لچکدار اور کشش ثقل کی قوتیں، جو اجسام کے بڑے پیمانے پر اور ان کی پوزیشن اور ساخت پر منحصر ہوتی ہیں ۔

توانائی کے تحفظ کا اصول یہ قائم کرتا ہے کہ مکینیکل توانائی اس وقت تک محفوظ رہتی ہے (مسلسل رہتی ہے) جب تک کہ جسم یا نظام پر کام کرنے والی قوتیں قدامت پسند ہوں، یعنی وہ نظام کو توانائی سے محروم نہیں کرتیں۔ اس اصول کو ریاضیاتی طور پر اس طرح لکھا جا سکتا ہے:

Emec = Ec + Ep = cte

جہاں  Ec  نظام کی  حرکی توانائی  ہے  اور Ep  اس کی  ممکنہ توانائی ہے ، جو کشش ثقل، لچکدار، برقی، وغیرہ ہو سکتی ہے۔

اگر نظام غیر قدامت پسند قوتوں سے متاثر ہوتا ہے تو یہ رشتہ برقرار نہیں رہتا۔ مثال کے طور پر، رگڑ والی سطحوں پر حرکت کی صورت میں (زیادہ تر سطحوں کی طرح)، حرکی توانائی حرارت کے طور پر منتشر ہو جاتی ہے ۔ کسی نظام کی مکینیکل توانائی حرارت کی صورت میں بھی ضائع ہو سکتی ہے، مثال کے طور پر تھرموڈینامک نظاموں میں جس میں مکینیکل توانائی کو تھرمل توانائی میں تبدیل کیا جا سکتا ہے ۔

مکینیکل توانائی  اکثر کام انجام دینے  یا اسے توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے، جیسے  ہائیڈرولک توانائی (جب انسان کام کرنے کے لیے گرتے ہوئے پانی کی ممکنہ توانائی سے فائدہ اٹھاتا ہے)۔ ایک اور مثال ونڈ انرجی یا  ٹائیڈل انرجی ہے ، جو ہوا اور جوار کی حرکیاتی توانائی کو استعمال کرتی ہے تاکہ انہیں دوسری قسم کی مفید توانائی میں تبدیل کیا جا سکے۔

Types of mechanical energy

مکینیکل توانائی
حرکی توانائی کا تعلق اشیاء کی رفتار اور نقل مکانی سے ہے۔

مکینیکل توانائی مندرجہ ذیل توانائیوں کا مجموعہ ہے:

  • Kinetic energy  . یہ وہ توانائی ہے جو اشیاء یا نظام کی حرکت میں ہوتی ہے، اور جو اس کی رفتار اور بڑے پیمانے پر منحصر ہوتی ہے ۔ مثال کے طور پر: حرکت میں ایک گیند۔
  • Potential energy  ۔ یہ قوتوں کے قدامت پسند میدان کے اندر کسی جسم کی پوزیشن سے وابستہ توانائی ہے، جیسے کشش ثقل، لچکدار، برقی وغیرہ۔ بدلے میں، ممکنہ توانائی دو قسم کی ہو سکتی ہے:
    • Gravitational potential energy ۔  یہ وہ توانائی ہے جو جسموں پر کشش ثقل کے عمل کی وجہ سے ہوتی ہے  ۔ مثال کے طور پر: ایک ایسی چیز جو ایک خاص اونچائی سے گرتی ہے۔
    • Elastic potential energy یہ وہ توانائی ہے جو کسی قوت کے ذریعے بگڑے ہوئے نظاموں کے پاس ہوتی ہے ۔ توانائی اس وقت تک نظام میں موجود رہتی ہے جب تک کہ قوت کا مزید اطلاق نہ کیا جائے اور اس طرح نظام لچکدار توانائی کو حرکی توانائی میں تبدیل کرتے ہوئے اپنی اصلی شکل میں واپس آجاتا ہے۔ مثال کے طور پر: ایک چشمہ جو کسی بیرونی قوت کے ذریعے پھیلتا یا سکڑتا ہے، جب اسے مزید لاگو نہیں کیا جاتا ہے، موسم بہار کو اپنی معمول کی، توازن کی پوزیشن پر واپس آنے دیتا ہے۔

Examples of mechanical energy

میکانی توانائی کی مختلف شکلوں میں کچھ ممکنہ مثالیں درج ذیل ہیں:

  • ایک رولر کوسٹر کارٹ۔ اپنے سب سے اونچے مقام پر، ٹوکری میں کافی کشش ثقل کی ممکنہ توانائی (اونچائی کی وجہ سے) جمع ہو چکی ہو گی جو ایک سیکنڈ بعد آزادانہ طور پر گرے گی اور اس سب کو حرکی توانائی میں تبدیل کر دے گی (حرکت کی وجہ سے) اور خطرناک رفتار تک پہنچ جائے گی۔
  • ایک پون چکی۔ ہوا کی حرکی توانائی چکی کے بلیڈوں کو زور فراہم کرتی ہے جو مکینیکل کام میں تبدیل ہو جاتی ہے : گیئر کو موڑنا جو اناج کو مزید نیچے پیس کر لے گا۔
  • ایک پنڈولم۔ وزن کی کشش ثقل کی صلاحیت کو   حرکی توانائی میں تبدیل کر دیا جاتا ہے تاکہ وہ اپنے راستے پر چل سکے، کل مکینیکل توانائی کو بچائے۔
  • ایک ٹرامپولین ۔ نہانے والا جو ٹرامپولین سے غوطہ لگاتا ہے اپنے وزن (کشش ثقل کی صلاحیت) کو ٹرامپولین کو نیچے کی طرف بگاڑنے کے لیے استعمال کرتا ہے (لچکدار پوٹینشل انرجی) اور یہ اس کی شکل بحال کرنے پر اسے اوپر کی طرف دھکیلتا ہے، اس کی اونچائی (زیادہ کشش ثقل کی صلاحیت) کو بڑھاتا ہے جو اس کے بعد ہوتا ہے۔ پانی میں آزاد گرنے کے دوران حرکی توانائی میں تبدیل ہوتا ہے۔

Mechanical kinetic and potential energy

جیسا کہ پہلے کہا جا چکا ہے، مکینیکل توانائی  میں دو توانائیاں شامل ہوتی ہیں: حرکی اور پوٹینشل ۔

پہلا سادہ فارمولہ  Ec = ½ m استعمال کرتے ہوئے شمار کیا جا سکتا ہے۔ v2  اور بین الاقوامی نظام میں اس کی پیمائش کی اکائی Joules (J) ہوگی۔

دوسری طرف، ممکنہ توانائی اس کی مخصوص ترتیب یا قوتوں کے میدان (کشش ثقل، لچکدار یا برقی مقناطیسی) کے حوالے سے اس کی پوزیشننگ کی وجہ سے نظام میں ذخیرہ شدہ توانائی کی مقدار ہے۔ اس توانائی کو توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، جیسے خود حرکی توانائی۔

Leave a Comment