বিভব শক্তি কাকে বলে? সংজ্ঞা, সূত্র, একক, প্রকারভেদ ও উদাহরণ
বিভব শক্তির সংজ্ঞা: কোনো বস্তুকে তার স্বাভাবিক অবস্থান বা অবস্থা পরিবর্তন করে অন্য কোনো অবস্থানে বা অবস্থায় নিয়ে গেলে বস্তুটি কাজ করার যে সামর্থ্য বা শক্তি অর্জন করে, তাকে বিভব শক্তি বলে।
ইংরেজিতে একে Potential Energy বলে। বিভব শক্তিকে PE, U বা V দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
সহজ কথায়: বস্তুর অবস্থান বা ভৌত অবস্থার কারণে তার মধ্যে যে শক্তি সঞ্চিত থাকে, তাই বিভব শক্তি।
বিভব শক্তির একক ও মাত্রা
| বিষয় | মান |
|---|---|
| SI একক | জুল (Joule, J) |
| CGS একক | আর্গ (erg) |
| মাত্রা | ML²T⁻² |
| রাশির ধরন | স্কেলার রাশি |
বিভব শক্তির প্রকারভেদ
বিভব শক্তি প্রধানত দুই প্রকার:
১. অভিকর্ষজ বিভব শক্তি (Gravitational Potential Energy)
কোনো বস্তুকে ভূমি থেকে নির্দিষ্ট উচ্চতায় তুললে, অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করে সেই বস্তুর মধ্যে যে শক্তি সঞ্চিত হয় তাকে অভিকর্ষজ বিভব শক্তি বলে।
সূত্র:
U = mgh
যেখানে,
- m = বস্তুর ভর (কিলোগ্রামে)
- g = অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.8 m/s²)
- h = ভূমি থেকে উচ্চতা (মিটারে)
উদাহরণ: ছাদের উপর রাখা ইট, উঁচু ট্যাংকে রাখা পানি।
২. স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি (Elastic Potential Energy)
কোনো স্প্রিং বা স্থিতিস্থাপক বস্তুকে টেনে বা চেপে বিকৃত করলে তার মধ্যে যে শক্তি সঞ্চিত হয় তাকে স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি বলে।
সূত্র:
U = ½kx²
যেখানে,
- k = স্প্রিং ধ্রুবক
- x = বিকৃতির পরিমাণ
উদাহরণ: টানা ধনুক, চাপা স্প্রিং, রাবার ব্যান্ড।
বিভব শক্তির বাস্তব উদাহরণ
- ছাদ থেকে পড়ন্ত পাথর — উচ্চতায় থাকার সময় অভিকর্ষজ বিভব শক্তি থাকে
- বাঁধের পানি — উঁচুতে থাকার কারণে বিভব শক্তি সঞ্চিত থাকে, যা বিদ্যুৎ উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়
- টানা তীর-ধনুক — ছাড়া দিলে গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়
- কুণ্ডলিত স্প্রিং — ছেড়ে দিলে কাজ করে
বিভব শক্তি ও গতিশক্তির সম্পর্ক
বিভব শক্তি ও গতিশক্তি উভয়ই যান্ত্রিক শক্তির দুটি রূপ। শক্তির সংরক্ষণ সূত্র অনুযায়ী:
মোট যান্ত্রিক শক্তি = গতিশক্তি + বিভব শক্তি = ধ্রুবক
একটি বস্তু উপর থেকে পড়ার সময় বিভব শক্তি ক্রমশ কমে এবং গতিশক্তি বাড়ে — মোট শক্তি কিন্তু একই থাকে।
(FAQ)
প্রশ্ন: বিভব শক্তি কাকে বলে? উত্তর: বস্তুর অবস্থান বা অবস্থার কারণে তার মধ্যে যে শক্তি সঞ্চিত থাকে তাকে বিভব শক্তি বলে।
প্রশ্ন: বিভব শক্তির SI একক কী?
উত্তর: বিভব শক্তির SI একক জুল (J)।
প্রশ্ন: বিভব শক্তির সূত্র কী?
উত্তর: অভিকর্ষজ বিভব শক্তির সূত্র: U = mgh (যেখানে m = ভর, g = অভিকর্ষজ ত্বরণ, h = উচ্চতা)।
প্রশ্ন: বিভব শক্তি কি ধরনের রাশি?
উত্তর: বিভব শক্তি একটি স্কেলার রাশি — এর কোনো দিক নেই, শুধু মান আছে।
প্রশ্ন: বিভব শক্তি কত প্রকার?
উত্তর: প্রধানত দুই প্রকার — অভিকর্ষজ বিভব শক্তি ও স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি।
প্রশ্ন: বিভব শক্তি ও গতিশক্তির পার্থক্য কী?
উত্তর: বিভব শক্তি বস্তুর অবস্থানের কারণে সঞ্চিত থাকে, আর গতিশক্তি বস্তুর গতির কারণে থাকে।
