આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $d$ બાજુવાળા ચોરસ $ABCD$ ના ખૂણાઓ પર ચાર વિદ્યુતભારો ગોઠવેલા છે.
$(a)$ આ ગોઠવણી કરવા માટે જરૂરી કાર્ય શોધો.
$(b)$ જ્યારે ચાર વિદ્યુતભારો તેના ખૂણાઓ પર સ્થિર રાખવામાં આવે છે,ત્યારે $q_{0}$ વિદ્યુતભારને ચોરસના કેન્દ્ર $E$ પર લાવવામાં આવે છે. આ માટે કેટલું વધારાનું કાર્ય જરૂરી છે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) કાર્ય એ વિદ્યુતભારોની અંતિમ ગોઠવણી પર આધાર રાખે છે,તે કેવી રીતે ગોઠવવામાં આવ્યા છે તેના પર નહીં,તેથી આપણે $A, B, C$ અને $D$ પર વિદ્યુતભારો મૂકવા માટે જરૂરી કાર્યની ગણતરી કરીએ છીએ. ધારો કે,પ્રથમ $+q$ વિદ્યુતભારને $A$ પર લાવવામાં આવે છે,અને ત્યારબાદ $-q, +q,$ અને $-q$ વિદ્યુતભારોને અનુક્રમે $B, C$ અને $D$ પર લાવવામાં આવે છે. કુલ જરૂરી કાર્ય નીચે મુજબ ગણી શકાય:
$(i)$ જ્યારે અન્ય કોઈ વિદ્યુતભાર હાજર ન હોય ત્યારે $+q$ ને $A$ પર લાવવા માટે જરૂરી કાર્ય: આ $0$ છે.
$(ii)$ જ્યારે $+q$ એ $A$ પર હોય ત્યારે $-q$ ને $B$ પર લાવવા માટે જરૂરી કાર્ય: આ ($B$ પરનો વિદ્યુતભાર) $\times$ ($A$ પરના $+q$ વિદ્યુતભારને કારણે $B$ પરનું સ્થિત વિદ્યુત સ્થિતિમાન) દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$W_2 = -q \times \left(\frac{q}{4 \pi \varepsilon_{0} d}\right) = -\frac{q^{2}}{4 \pi \varepsilon_{0} d}$
$(iii)$ જ્યારે $+q$ એ $A$ પર અને $-q$ એ $B$ પર હોય ત્યારે $+q$ ને $C$ પર લાવવા માટે જરૂરી કાર્ય: આ ($C$ પરનો વિદ્યુતભાર) $\times$ ($A$ અને $B$ પરના વિદ્યુતભારોને કારણે $C$ પરનું સ્થિતિમાન) દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$W_3 = +q \left(\frac{+q}{4 \pi \varepsilon_{0} d \sqrt{2}} + \frac{-q}{4 \pi \varepsilon_{0} d}\right) = \frac{q^2}{4 \pi \varepsilon_{0} d} \left(\frac{1}{\sqrt{2}} - 1\right)$
$(iv)$ જ્યારે $+q$ એ $A$ પર,$-q$ એ $B$ પર અને $+q$ એ $C$ પર હોય ત્યારે $-q$ ને $D$ પર લાવવા માટે જરૂરી કાર્ય: આ ($D$ પરનો વિદ્યુતભાર) $\times$ ($A, B$ અને $C$ પરના વિદ્યુતભારોને કારણે $D$ પરનું સ્થિતિમાન) દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$W_4 = -q \left(\frac{+q}{4 \pi \varepsilon_{0} d} + \frac{-q}{4 \pi \varepsilon_{0} d \sqrt{2}} + \frac{+q}{4 \pi \varepsilon_{0} d}\right) = -\frac{q^2}{4 \pi \varepsilon_{0} d} \left(2 - \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
પગલાં $(i), (ii), (iii)$ અને $(iv)$ માં કરેલા કાર્યનો સરવાળો કરતા,કુલ જરૂરી કાર્ય:
$W = W_1 + W_2 + W_3 + W_4 = \frac{-q^{2}}{4 \pi \varepsilon_{0} d} (4 - \sqrt{2})$
$(b)$ જ્યારે ચાર વિદ્યુતભારો $A, B, C$ અને $D$ પર હોય ત્યારે $q_{0}$ વિદ્યુતભારને બિંદુ $E$ પર લાવવા માટે જરૂરી વધારાનું કાર્ય $q_{0} \times$ ($A, B, C$ અને $D$ પરના વિદ્યુતભારોને કારણે $E$ પરનું સ્થિત વિદ્યુત સ્થિતિમાન) છે. $E$ પરનું સ્થિત વિદ્યુત સ્થિતિમાન શૂન્ય છે કારણ કે $A$ અને $C$ ને કારણે ઉદ્ભવતું સ્થિતિમાન $B$ અને $D$ ને કારણે ઉદ્ભવતા સ્થિતિમાન દ્વારા રદ થાય છે. તેથી,બિંદુ $E$ પર કોઈપણ વિદ્યુતભાર લાવવા માટે કોઈ કાર્યની જરૂર નથી.

Explore More

Similar Questions

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતો એક ધાતુનો ગોળો જેના પર $q$ વિદ્યુતભાર છે, તેને $a$ અને $b$ આંતરિક અને બાહ્ય ત્રિજ્યા ધરાવતી જાડી સમકેન્દ્રીય ધાતુની કવચ વડે ઘેરાયેલો છે. કવચ પરનો કુલ વિદ્યુતભાર શૂન્ય છે. જ્યારે કવચની બાહ્ય સપાટીને અર્થિંગ કરવામાં આવે, ત્યારે ગોળાના કેન્દ્ર પરનું સ્થિતિમાન કેટલું હશે?

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા સમાન રીતે વિદ્યુતભારીત ગોલીય કવચ માટે કેન્દ્રથી અંતર $r$ સાથે વિદ્યુત સ્થિતિમાન $V$ માં થતા ફેરફારને દર્શાવતો આલેખ દોરો.

$0.5 \, C$ નો વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક ગોળો $2000 \, V$ ના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત દ્વારા પ્રવેગિત થાય છે. ગોળા દ્વારા પ્રાપ્ત થયેલી ગતિઊર્જા કેટલી હશે?

એક વિદ્યુતભાર $(-q)$ અને બીજો વિદ્યુતભાર $(+Q)$ અનુક્રમે $A$ અને $B$ બિંદુઓ પર રાખવામાં આવ્યા છે. $B$ પર વિદ્યુતભાર $(+Q)$ ને સ્થિર રાખીને,$A$ પરના વિદ્યુતભાર $(-q)$ ને બીજા બિંદુ $C$ પર એવી રીતે ખસેડવામાં આવે છે કે જેથી $ABC$ એ $l$ બાજુવાળો સમબાજુ ત્રિકોણ બનાવે. વિદ્યુતભાર $(-q)$ ને ખસેડવા માટે થયેલું કુલ કાર્ય કેટલું હશે?

$R$ અને $3R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે વાહક પોલા ગોળાઓને લાંબા તાર વડે જોડવામાં આવે ત્યારે તેમની બહારની સપાટી પર $Q$ વિદ્યુતભાર જોવા મળે છે. મોટા ગોળાના કેન્દ્ર પર $q'$ વિદ્યુતભાર મૂકવામાં આવે છે. તો નીચેનામાંથી કયું સાચું છે?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo