Calculate the work done in bringing a charge +q from point A to point B along the line AB, where charge Q is placed at the origin.

Physics
Calculate the work done in bringing a charge +q from point A to point B along the line AB, where charge Q is placed at the origin.

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(a) qQ4πε0(abab)\text{(a) } \frac{qQ}{4\pi\varepsilon_0} \left( \frac{a-b}{ab} \right)

Step 1: मूल बिंदु O(0,0) पर स्थित आवेश +q+q के कारण बिंदु A(a,0) पर विद्युत विभव (VAV_A) ज्ञात करें। बिंदु A की मूल बिंदु से दूरी rA=ar_A = a है। विद्युत विभव का सूत्र V=14πε0qrV = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{r} होता है। VA=14πε0qaV_A = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{a}

Step 2: मूल बिंदु O(0,0) पर स्थित आवेश +q+q के कारण बिंदु B(0,b) पर विद्युत विभव (VBV_B) ज्ञात करें। बिंदु B की मूल बिंदु से दूरी rB=br_B = b है। VB=14πε0qbV_B = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{b}

Step 3: आवेश QQ को बिंदु A से बिंदु B तक लाने में किया गया कार्य (WW) ज्ञात करें। किया गया कार्य विद्युत विभव में परिवर्तन और आवेश QQ के गुणनफल के बराबर होता है: W=Q(VBVA)W = Q (V_B - V_A) VAV_A और VBV_B के मानों को प्रतिस्थापित करने पर: W=Q(14πε0qb14πε0qa)W = Q \left( \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{b} - \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{a} \right) सामान्य पद qQ4πε0\frac{qQ}{4\pi\varepsilon_0} को बाहर निकालने पर: W=qQ4πε0(1b1a)W = \frac{qQ}{4\pi\varepsilon_0} \left( \frac{1}{b} - \frac{1}{a} \right) कोष्ठक के अंदर के पदों को एक साथ हल करने पर: W=qQ4πε0(abab)W = \frac{qQ}{4\pi\varepsilon_0} \left( \frac{a - b}{ab} \right)

Step 4: प्राप्त परिणाम की तुलना दिए गए विकल्पों से करें। यह परिणाम विकल्प (a) से मेल खाता है।

\text{(a) \frac{qQ}{4\pi\varepsilon_0} \left( \frac{a-b}{ab} \right)}

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मूल बिंदु O(0,0) पर स्थित आवेश +q के कारण बिंदु A(a,0) पर विद्युत विभव (V_A) ज्ञात करें। बिंदु A की मूल बिंदु से दूरी r_A = a है। विद्युत विभव का सूत्र V = (1)/(4_0) (q)/(r) होता है। V_A = (1)/(4_0) (q)/(a) Step 2: मूल बिंदु O(0,0) पर स्थित आवेश +q के…

Calculate the work done in bringing a charge +q from point A to point B along the line AB, where charge Q is placed at the origin.
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This physics problem tests your understanding of fundamental physical laws and their applications. The step-by-step solution below breaks down the problem using relevant equations and physical reasoning.

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Step 1: मूल बिंदु O(0,0) पर स्थित आवेश +q के कारण बिंदु A(a,0) पर विद्युत विभव (V_A) ज्ञात करें। बिंदु A की मूल बिंदु से दूरी r_A = a है। विद्युत विभव का सूत्र V = (1)/(4_0) (q)/(r) होता है। V_A = (1)/(4_0) (q)/(a) Step 2: मूल बिंदु O(0,0) पर स्थित आवेश +q के कारण बिंदु B(0,b) पर विद्युत विभव (V_B) ज्ञात करें। बिंदु B की मूल बिंदु से दूरी r_B = b है। V_B = (1)/(4_0) (q)/(b) Step 3: आवेश Q को बिंदु A से बिंदु B तक लाने में किया गया कार्य (W) ज्ञात करें। किया गया कार्य विद्युत विभव में परिवर्तन और आवेश Q के गुणनफल के बराबर होता है: W = Q (V_B - V_A) V_A और V_B के मानों को प्रतिस्थापित करने पर: W = Q ( (1)/(4_0) (q)/(b) - (1)/(4_0) (q)/(a) ) सामान्य पद (qQ)/(4_0) को बाहर निकालने पर: W = (qQ)/(4_0) ( (1)/(b) - (1)/(a) ) कोष्ठक के अंदर के पदों को एक साथ हल करने पर: W = (qQ)/(4_0) ( (a - b)/(ab) ) Step 4: प्राप्त परिणाम की तुलना दिए गए विकल्पों से करें। यह परिणाम विकल्प (a) से मेल खाता है। (a) (qQ)/(4_0) ( (a-b)/(ab) )