পদার্থবিজ্ঞান • MIST • মিলিটারি ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ভর্তি পরীক্ষা ২০২৩-২০২৪

পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন

11.

A electric dipole is formed by two opposite charges of magnitude 1× 10−4 10^{-4} C and the distance between them is 2cm. The dipole is placed in an electric field of magnitude 1 × 105 10^{5} NC¯¹. What amount of work needs to be done to rotate the dipole to the opposite direction?

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

Given data:
Magnitude of charge, q=1×10−4 Cq = 1 \times 10^{-4}\text{ C}
Distance between charges, 2a=2 cm=0.02 m2a = 2\text{ cm} = 0.02\text{ m}
Electric field magnitude, E=1×105 N/CE = 1 \times 10^5\text{ N/C}

Dipole moment:
p=q×2a=(1×10−4 C)×(0.02 m)=2×10−6 C⋅mp = q \times 2a = (1 \times 10^{-4}\text{ C}) \times (0.02\text{ m}) = 2 \times 10^{-6}\text{ C}\cdot\text{m}

Work done to rotate the dipole from its stable equilibrium position (θ1=0∘\theta_1 = 0^\circ) to the opposite direction (θ2=180∘\theta_2 = 180^\circ):
W=−pE(cos⁡180∘−cos⁡0∘)=pE(1−(−1))=2pEW = -pE (\cos 180^\circ - \cos 0^\circ) = pE(1 - (-1)) = 2pE
W=2×(2×10−6 C⋅m)×(1×105 N/C)=0.4 JW = 2 \times (2 \times 10^{-6}\text{ C}\cdot\text{m}) \times (1 \times 10^5\text{ N/C}) = 0.4\text{ J}

Therefore, the amount of work needed to be done is 0.4 J.

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন