$(a)$ વર્તુળાકાર આડછેદની ત્રિજયા $1\,m$ અને એકમ લંબાઈ દીઠ $\mu $ દળ ધરાવતો સ્ટીલનો તાર છે જ્યારે તાર સમક્ષિતિજ પડેલો હોય કે છત પરથી લટકાવ્યો હોય ત્યારે તેની લંબાઈ $10\, m$ છે. તેના મુકત છેડે $25\, kg$ નો દળ લટકાવેલો છે. જો રેખીય વિકૃતિ $< \,<$ સંગત વિકૃતિ હોય અને તાર નિયમિત હોય, તો તારની લંબાઈનો વધારો કેટલો ? સ્ટીલની ઘનતા $7860\, kgm^{-3}$ અને યંગ મોડયુલસ $2 \times 10^{11}\,Nm^{-2}$ છે.
$(b)$ જો સ્ટીલની મજબૂતાઈ $2.5 \times 10^8\,Nm^{-2}$ હોય, તો તારના નીચેના છેડે કેટલું મહત્તમ વજન લટકાવી શકાય ?
$(a)$ વર્તુળાકાર આડછેદની ત્રિજયા $1\,m$ અને એકમ લંબાઈ દીઠ $\mu $ દળ ધરાવતો સ્ટીલનો તાર છે જ્યારે તાર સમક્ષિતિજ પડેલો હોય કે છત પરથી લટકાવ્યો હોય ત્યારે તેની લંબાઈ $10\, m$ છે. તેના મુકત છેડે $25\, kg$ નો દળ લટકાવેલો છે. જો રેખીય વિકૃતિ $< \,<$ સંગત વિકૃતિ હોય અને તાર નિયમિત હોય, તો તારની લંબાઈનો વધારો કેટલો ? સ્ટીલની ઘનતા $7860\, kgm^{-3}$ અને યંગ મોડયુલસ $2 \times 10^{11}\,Nm^{-2}$ છે.
$(b)$ જો સ્ટીલની મજબૂતાઈ $2.5 \times 10^8\,Nm^{-2}$ હોય, તો તારના નીચેના છેડે કેટલું મહત્તમ વજન લટકાવી શકાય ?
$(a)$ Consider an element $d x$ at a distance $x$ from the load $(x=0)$. If $\mathrm{T}(x)$ and $\mathrm{T}(x+d x)$ are tensions on the two cross sections a distance $d x$ apart then,
$\therefore \mathrm{T}(x+d x)-\mathrm{T}(x)=g d m$
$\quad=\mu g d x$
(where $d m=$ mass of wire $d x$ and $\mu=$ is the mass per unit length $=\frac{d m}{d x}$ )
$\therefore d \mathrm{~T}=\mu g d x \quad[\because \mathrm{T}(x+d x)-\mathrm{T}(x)=d \mathrm{~T}]$
Integrating on both side,
$\therefore \mathrm{T}(x)=\mu g x+\mathrm{C}$
but at $x=0$, tension $\mathrm{T}(0)=0+\mathrm{C}$
$\therefore \mathrm{Mg}=\mathrm{C}$ where $\mathrm{M}$ is suspended mass
$\therefore \mathrm{T}(x)=\mu g x+\mathrm{Mg}$
If element $d x$, increases by length $d r$ then strain $=\frac{d r}{d x}$
Young modulus $\mathrm{Y}=\frac{\frac{\mathrm{T}(x)}{\mathrm{A}}}{\frac{d r}{d x}}$
$\frac{d r}{d x}=\frac{\mathrm{T}(x)}{\mathrm{YA}}$
Similar Questions
એક સ્ટ્રકચરલ સ્ટીલના સળિયાની ત્રિજ્યા $10\, mm$ અને લંબાઈ $1.0\, m$ છે. તેની લંબાઈની દિશામાં $100 \,kN$ બળદ્વારા તેને ખેંચવામાં આવે છે. સળિયામાં $(a)$ પ્રતિબળ $(b) $ લંબાઈનો વધારો (elongation) અને $(c)$ વિકૃતિની ગણતરી કરો. સ્ટ્રકચરલ સ્ટીલ માટે યંગ મોડયુલસ $2.0 \times 10^{11}\, N\, m^{-2}$ છે.
એક સ્ટ્રકચરલ સ્ટીલના સળિયાની ત્રિજ્યા $10\, mm$ અને લંબાઈ $1.0\, m$ છે. તેની લંબાઈની દિશામાં $100 \,kN$ બળદ્વારા તેને ખેંચવામાં આવે છે. સળિયામાં $(a)$ પ્રતિબળ $(b) $ લંબાઈનો વધારો (elongation) અને $(c)$ વિકૃતિની ગણતરી કરો. સ્ટ્રકચરલ સ્ટીલ માટે યંગ મોડયુલસ $2.0 \times 10^{11}\, N\, m^{-2}$ છે.
સ્ટીલ અને બ્રાસના તારો માટે લંબાઇઓ,ત્રિજયાઓ અને યંગ મોડયુલસનો ગુણોતર અનુક્રમે $q,p $ અને $s$ હોય,તો તેમને અનુરૂપ લંબાઇમાં વઘવાનો ગુણોતર
સ્ટીલ અને બ્રાસના તારો માટે લંબાઇઓ,ત્રિજયાઓ અને યંગ મોડયુલસનો ગુણોતર અનુક્રમે $q,p $ અને $s$ હોય,તો તેમને અનુરૂપ લંબાઇમાં વઘવાનો ગુણોતર
$1.0\,m.$ લંબાઈ અને $10\,mm$ત્રિજ્યા ધરાવતા સ્ટીલના તાર પર $100\,kN$ જેટલું બળ લગાવીને તેની લંબાઈમાં વધારો કરવામાં આવે છે.સ્ટીલના તારનો યંગ મોડ્યુલસ $2 \times 10^{11}\,Nm^{-2}$ હોય તો ........ $\%$ વિકૃતિ ઉત્પન્ન થાય.
$1.0\,m.$ લંબાઈ અને $10\,mm$ત્રિજ્યા ધરાવતા સ્ટીલના તાર પર $100\,kN$ જેટલું બળ લગાવીને તેની લંબાઈમાં વધારો કરવામાં આવે છે.સ્ટીલના તારનો યંગ મોડ્યુલસ $2 \times 10^{11}\,Nm^{-2}$ હોય તો ........ $\%$ વિકૃતિ ઉત્પન્ન થાય.
- [AIEEE 2012]
$r$ ત્રિજયાના તાર પર $W$ વજન લટકાવતા તેની લંબાઈમાં $1\, mm$ નો વધારો થાય છે જો આ વજન $4W$ અને ત્રિજ્યા $2r$ કરી દેવામાં આવે તો લંબાઈમાં ..... $mm$ વધારો થશે.
$r$ ત્રિજયાના તાર પર $W$ વજન લટકાવતા તેની લંબાઈમાં $1\, mm$ નો વધારો થાય છે જો આ વજન $4W$ અને ત્રિજ્યા $2r$ કરી દેવામાં આવે તો લંબાઈમાં ..... $mm$ વધારો થશે.
બે તારો સમાન દ્રવ્યના બનેલા છે અને સરખું કદ ધરાવે છે. પહેલા તારના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $ A$ અને બીજા તારના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $3A$ છે. જો $F$ જેટલું બળ આપીને પહેલા તારની લંબાઇમાં $\Delta l$ નો વધારો કરવામાં આવે છે, બીજા તારની લંબાઇમાં સમાન વધારો કરવા માટે કેટલું બળ લગાવવું જોઈએ?
બે તારો સમાન દ્રવ્યના બનેલા છે અને સરખું કદ ધરાવે છે. પહેલા તારના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $ A$ અને બીજા તારના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $3A$ છે. જો $F$ જેટલું બળ આપીને પહેલા તારની લંબાઇમાં $\Delta l$ નો વધારો કરવામાં આવે છે, બીજા તારની લંબાઇમાં સમાન વધારો કરવા માટે કેટલું બળ લગાવવું જોઈએ?
- [AIEEE 2009]