एकसमान विद्युत क्षेत्र के सापेक्ष `60^@` पर स्थित 20 cm लम्बाई वाले एवं `pm 3 xx 10^(-3)` C आवेश का कोई विद्युत द्विध्रुव 6 Nm परिमाण के बल आघूर्ण का अनुभव करता है। द्विध्रुव की स्थितिज ऊर्जा ज्ञात कीजिए।

Options

A. `-2sqrt3J`
B. `5sqrt3`J
C. `-3sqrt2`J
D. `3sqrt5`J

Answer

A

Explanation

यहाँ, द्विध्रुव की लम्बाई, 2a = 20 cm = `20 xx 10^(-2)` m
आवेश `q=pm3xx10^(-3) C , theta =60^@` एवं बल आघूर्ण `tau`=6 N m
चूँकि `tau = p E sin theta`
या `E=tau/(p sin theta)=tau/(q(2a)sin theta)( because p=q(2a))`
या `E=6/(3xx10^(-3)xx20xx10^(-2)xx sin 60^@)=10^5/(5sqrt3) N C^(-1)`
`therefore` द्विध्रुव की स्थितिज ऊर्जा,
`U=-pE cos theta = -q (2a) E cos theta`
`=-3xx10^(-3)(20xx10^(-2))10^5/(5sqrt3)cos 60^@`
`=(-3xx10^(-5)xx 20xx10^5)/(5sqrt3xx2)=-2sqrt3`J