एक मीटर अतानित लंबाई के इस्पात के तार ?

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8.Mechanical Properties of Solids

medium

एक मीटर अतानित लंबाई के इस्पात के तार के एक सिरे से $14.5\, kg$ का द्रव्यमान बाँध कर उसे एक ऊर्धर्वाधर वृत्त में घुमाया जाता है, वृत्त की तली पर उसका कोणीय वेग $2\, rev / s$ है। तार के अनुप्रस्थ परिच्छेद् का क्षेत्रफल $0.065\, cm ^{2}$ है। तार में विस्तार की गणना कीजिए जब द्रव्यमान अपने पथ के निम्नतम बिंदु पर है।

$7.341 \times 10^{-5}\; m$

$3.985 \times 10^{-3}\; m$

$5.697 \times 10^{-5}\; m$

$1.539 \times 10^{-4}\; m$

Solution

Let $\delta l$ be the elongation of the wire when the mass is at the lowest point of its path. When the mass is placed at the position of the vertical circle, the total force on the mass is

$F=m g+m l \omega^{2}$

$=14.5 \times 9.8+14.5 \times 1 \times(2)^{2}=200.1 N$

Young's modulus $=\frac{\text { Stress }}{\text { Strain }}$

$Y=\frac{F}{A} \frac{l}{\Delta l}$

$\therefore \Delta I=\frac{F l}{A Y}$

Young's modulus for steel $=2 \times 10^{11} Pa$

$\therefore \Delta l=\frac{200.1 \times 1}{0.065 \times 10^{-4} \times 2 \times 10^{11}}=1539.23 \times 10^{7}$

$=1.539 \times 10^{-4} m$

Hence, the elongation of the wire is $1.539 \times 10^{-4}\; m$

Standard 11

Physics

स्टील के एक तार की अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल $0.1$ सेमी${^2}$ है। इसकी लम्बाई दो गुनी करने के लिए आवश्यक बल होगा $({Y_{LVhy}} = 2.0 \times {10^{11}}N/{m^2})$

easy

ताँबे का एक टुकड़ा, जिसका अनुप्रस्थ परिच्छेद $15.2\, mm \times 19.1\, mm$ का है, $44.500\, N$ बल के तनाव से खींचा जाता है, जिससे केवल प्रत्यास्थ विरूपण उत्पन्न हो। उत्पन्न विकृति की गणना कीजिये।

easy

यदि ताम्बे व पीतल के तारो का व्यास ,लम्बाई तथा यंग के प्रत्यास्था गुणांकों का अनुपात चित्रानुसार $p,q$ व $r$ है तब इनकी लम्बाई में वृद्धि का अनुपात होगा

hard

चित्र में दर्शाये अनुसार, किसी तार का यंग प्रत्यास्थता गुणांक ज्ञात करने के एक प्रयोग में, प्रसार-लोड (भार) का वक्र आरेखित किया गया है। वक्र एक सरल रेखा है, जो कि मूल बिन्दु से गुजर रही है, एवं भार-अक्ष से $45^{\circ}$ का कोण बना रही है। तार की लम्बाई $62.8 \mathrm{~cm}$ एवं इसका व्यास $4 \mathrm{~mm}$ है। यंग प्रत्यास्थता गुणांक $\mathrm{x} \times 10^4 \mathrm{Nm}^{-2}$ पाया जाता है। $\mathrm{x}$ का मान है_______

easy

(JEE MAIN-2023)

अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल $10^{-4} \,m ^2$ वाली धातु की एक छड़ किसी कक्ष में $20^{\circ} C$ तापमान पर लटक रही है। छड़ के मुक्त सिरे पर एक भार लटका हुआ है। छड़ के तापीय विस्तार का स्थिरांक $2.5 \times 10^{-6} K ^{-1}$ है तथा यंग मापांक $4 \times 10^{12} \,N / m ^2$ हैं। जब कक्ष के तापमान को $T$ तक कम किया जाता है, तब छड़ के सिरे पर $5000 \,N$ का भार लटकाया जाता है ताकि छड़ की लम्बाई अपरिवर्तित रहे। तब $T$ का मान ……….. $^{\circ} C$ निम्न है।

normal

(KVPY-2019)

Solution

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