એક $500 \,N \,m^{-1}$ સ્પ્રિંગ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગની સાથે $5 \,kg$ નો કૉલર (પટ્ટો) જોડાયેલ છે. તે ઘર્ષણ વગર સમક્ષિતિજ સળિયા પર સરકે છે. આ કૉલર તેના સંતુલન સ્થાનેથી $10.0\, cm$ સ્થાનાંતરિત થઈ અને મુક્ત થાય છે. આ કૉલર માટે
$(a)$ દોલનોનો આવર્તકાળ
$(b)$ મહત્તમ ઝડપ અને
$(e)$ મહત્તમ પ્રવેગની ગણતરી કરો.
$(a)$ સમીકરણ વડે આ દોલનનો આવર્તકાળ આપવામાં આવે છે,
$T=2 \pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2 \pi \sqrt{\frac{5.0\, kg }{500\,N\,m^{-1}}}$
$=(2 \pi / 10)\, s$
$=0.63 \,s$
$(b)$ ) સ.આ.ગ. કરતા આ કૉલરનો વેગ
$v(t)=-A \omega \sin (\omega t+\phi)$
વડે આપવામાં આવે છે તથા મહત્તમ ઝડપ
$v_{m}=A \omega$
$=0.1 \times \sqrt{\frac{k}{m}}$
$=0.1 \times \sqrt{\frac{500 \,N\, m ^{-1}}{5 \,kg }}$
$=1 \,m\, s ^{-1}$
અને તે $x = 0$ પર પ્રાપ્ત થાય છે.
$(c)$ સંતુલન સ્થિતિમાંથી થયેલ સ્થાનાંતર $x(t)$ પર આ કૉલરનો પ્રવેગ $a(t) =-\omega^{2} x(t)$ વડે અપાય છે.
$a(t)$ $=-\frac{k}{m} x(t)$
તેથી મહત્તમ પ્રવેગ
$a_{\max }=\omega^{2} A$ છે.,
$=\frac{500 \,N m ^{-1}}{5\, kg } \times 0.1\, m$
$=10 \,m s ^{-2}$
અને તે સીમાંત બિંદુઓએ જોવા મળે છે.
એક સ્પ્રિંગના છેડે $m$ દળનો પદાર્થ લટકાવીને દોલિત કરતાં આવૃત્તિ $“v''$ મળે છે. જો લટકાવેલ દળ ચોથા ભાગનું કરવામાં આવે તો હવે તેના દોલનની આવૃત્તિ કેટલી થાય ?
આકૃતિ $(A)$ માં ‘$2\,m$’ દળને ' $m$ ' દળ ઉપર જડવામાં આવ્યો છે. $m$ દળ $k$ જેટલો સ્પ્રિંગ અચળાંક ઘરાવતી સ્પ્રિંગો સાથે જોડવામાં આવેલ છે. આકૃતિ $(B)$ માં ‘ $m$ ' દળને ' $k$ ' અને ‘ $2 k$ ' સ્ત્રિંગ અચળાંકો ઘરાવતી બે સ્પ્રિંગો સાથે જ્રેડવામાં આવેલ છે. જે $(A)$ માં દળ ' $m$ ' ને અને $(B)$ માં દળ ' $m$ ' ને ' $x$ ' અંતરે ખસેડવામાં આવે તો, $(A)$ અને $(B)$ ને અનુરૂપ આવર્તકાળ $T _1$ અને $T _2........$ સમીકરણને અનુસરશે.
$M$ અને $N$ સમાન દળના પદાર્થને અનુક્રમે $k_1$ અને $k_2$ બળ અચળાંક ધરાવતી દળરહિત સ્પ્રિંગ પર લટકાવેલ છે. જો દોલનો દરમિયાન તેમના મહત્તમ વેગ સમાન હોય, તો કંપવિસ્તારનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
આકૃતિમાં દર્શવ્યા પ્રમાણે બ્લોક $P$ અને $Q$ વચ્ચે ઘર્ષણ છે. પરંતુ $Q$ અને તળિયાની સપાટી વચ્યે ઘર્ષણ લાગતું નથી. સ્પ્રિંગની સામાન્ય સ્થિતિમાં બ્લોક $Q, P$ તે $x=0$ સ્થિતિમાં છે. હવે બ્લોક $Q$ જમણી તરફ થોડો ખેંચીને છોડવામાં આવે છે. આ સ્પ્રિંગ બ્લોક પ્રણાલી $A$ જેટલા કંપવિસ્તારથી દોલનો કરે છે. જો આ સ્થિતિ $P$ બ્લોક $Q$ પરથી સરકવા લાગે તો ક્યા સ્થાને સરકીને નીચે પડશે?
$k$ બળ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગના બે ટુકડા કરવામાં આવે છે,મોટા ટુકડાની લંબાઇ નાના ટુકડાની લંબાઇ કરતાં બમણી છે,તો મોટા ટુકડાનો બળ અચળાંક કેટલો થાય?