એક દઢ આધાર સાથે શિરોલંબ એક છેડેથી એક દળરહિત સ્પ્રિંગના છેડે $m$ દળનો પદાર્થ જોડેલો છે. પદાર્થને હાથ પર રાખેલ છે તેથી ધિંગ સંકોચાશે નહીં તેમજ પ્રસરશે પણ નહીં. એકાએક હાથનો આધાર દૂર કરવામાં આવે છે. જ્યારે હાથનો આધાર લઈ લેવામાં આવે છે તે સ્થાનથી લટકાવેલ દળના દોલનનું સૌથી નીચેનું સ્થાન $4\,cm$ નીચે મળે છે. $(a)$ દોલનનો કંપવિસ્તાર કેટલો ? $(b)$ દોલનની આવૃત્તિ શોધો.
એક દઢ આધાર સાથે શિરોલંબ એક છેડેથી એક દળરહિત સ્પ્રિંગના છેડે $m$ દળનો પદાર્થ જોડેલો છે. પદાર્થને હાથ પર રાખેલ છે તેથી ધિંગ સંકોચાશે નહીં તેમજ પ્રસરશે પણ નહીં. એકાએક હાથનો આધાર દૂર કરવામાં આવે છે. જ્યારે હાથનો આધાર લઈ લેવામાં આવે છે તે સ્થાનથી લટકાવેલ દળના દોલનનું સૌથી નીચેનું સ્થાન $4\,cm$ નીચે મળે છે. $(a)$ દોલનનો કંપવિસ્તાર કેટલો ? $(b)$ દોલનની આવૃત્તિ શોધો.
$(a)$ જ્યારે હાથનો આધાર દૂર કરવામાં આવે ત્યારે $m$ દળનો પદાર્થ મધ્યમાન સ્થાનની આસપાસ દોલનો કરશે.
ધારો કે પદાર્થ નીચેના અંત્યબિદુુએ આવે ત્યારે સ્પ્રિગની લંબાઈમાં મહત્તમ વધારો $x$ છે.
$\therefore$ પદાર્થની સ્થિતિઊર્જામાં ધટાડો $=m g x$
સ્પ્રિંગની સ્થિતિસ્થાપકીય સ્થિતિઊર્જામાં વધારો $=\frac{1}{2} k x^{2}$
હવે યાંત્રિકઊર્જાનું સંરક્ષણ થાય છે.
$\therefore m g x=\frac{1}{2} k x^{2}$
$\therefore x=\frac{2 m g}{k}\dots(1)$
જ્યારે સ્પ્રિગના છેડે લટકાવેલ બોલ પર નીચે અને ઉપરના બળો સમાન થાય તે સ્થાન દોલકનું મધ્યમાન સ્થાન બને. ધારો કે હાથનો આધાર લઈ લેતાં સ્પ્રિગની લંબાઈમાં $x$ ' નો વધારો થતાં તેના પરનું પરિણામી બળ શૂન્ય થાય છે.
$\therefore F =+k x^{\prime}$
$\therefore m g=k x^{\prime}$
$\therefore x^{\prime}=\frac{m g}{k}\dots(2)$
સમીકરણ $(1)$ અને $(2)$ નો ગુણોતર લેતાં,
$\frac{x}{x^{\prime}}=2$
$\therefore x=2 x^{\prime}$
Similar Questions
નીચેના કિસ્સામાં પુનઃ સ્થાપક બળ કોણ પૂરું પાડે છે ?
$1)$ દબાયેલી સ્પ્રિંગને દોલન કરી શકે તેમ મુક્ત કરતાં.
$2)$ $U-$ ટયૂબમાં પાણીનું સ્થાનાંતર કરતાં,
$3)$ મધ્યમાન સ્થાનથી લોલકના ગોળાને સ્થાનાંતરિત કરતાં...
નીચેના કિસ્સામાં પુનઃ સ્થાપક બળ કોણ પૂરું પાડે છે ?
$1)$ દબાયેલી સ્પ્રિંગને દોલન કરી શકે તેમ મુક્ત કરતાં.
$2)$ $U-$ ટયૂબમાં પાણીનું સ્થાનાંતર કરતાં,
$3)$ મધ્યમાન સ્થાનથી લોલકના ગોળાને સ્થાનાંતરિત કરતાં...
સ્પિંગથી લટકાવેલ $m$ દળની કંપનની આવૃતિ $v_1$ છે. સ્પ્રિંગની લંબાઈ તેની મૂળ લંબાઈના ત્રીજા ભાગની કરવામાં આવે ત્યારે તે $m$ દળની આવૃત્તિ $v_2$ છે. આથી,
સ્પિંગથી લટકાવેલ $m$ દળની કંપનની આવૃતિ $v_1$ છે. સ્પ્રિંગની લંબાઈ તેની મૂળ લંબાઈના ત્રીજા ભાગની કરવામાં આવે ત્યારે તે $m$ દળની આવૃત્તિ $v_2$ છે. આથી,
$600 \,N/m $ બળ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગ ધરાવતી બંદૂકમાં $15\, g$ નો બોલ મૂકીને $5\,cm$ દબાવીને મુકત કરતાં દડાની મહત્તમ અવધી કેટલી ..... $m$ થાય? ($g = 10\, m/s^2$)
$600 \,N/m $ બળ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગ ધરાવતી બંદૂકમાં $15\, g$ નો બોલ મૂકીને $5\,cm$ દબાવીને મુકત કરતાં દડાની મહત્તમ અવધી કેટલી ..... $m$ થાય? ($g = 10\, m/s^2$)
સમાન બળ અચળાંક $K$ ધરાવતી બે સ્પ્રિગો સાથે $m$ દળ જોડવામાં આવે તો નીચે પ્રમાણેની $4$ રચનાઓ શક્ય બને છે. જ્યાં $T_1, T_2, T_3$ અને $T_4$ તેમનો આવર્તકાળ છે. તો કેટલા કિસ્સામાં આવર્તકાળ મહત્તમ હશે ?
સમાન બળ અચળાંક $K$ ધરાવતી બે સ્પ્રિગો સાથે $m$ દળ જોડવામાં આવે તો નીચે પ્રમાણેની $4$ રચનાઓ શક્ય બને છે. જ્યાં $T_1, T_2, T_3$ અને $T_4$ તેમનો આવર્તકાળ છે. તો કેટલા કિસ્સામાં આવર્તકાળ મહત્તમ હશે ?
આકૃતિ $(a)$ બતાવે છે કે $k$ બળ-અચળાંકવાળી એક સ્પ્રિંગના એક છેડાને દૃઢ રીતે જડેલ છે અને તેના મુક્ત છેડા સાથે $m$ દ્રવ્યમાન જોડેલ છે. મુક્ત છેડા પર લગાડવામાં આવતું બળ $F$ એ સ્પ્રિંગને ખેંચે છે. આકૃતિ $(b)$ માં આ જ સ્પ્રિંગ બંને છેડાથી મુક્ત છે અને એક દ્રવ્યમાન $m$ બંને છેડા પર જોડેલ છે. આકૃતિ $(b)$ માંની સ્પ્રિંગના દરેક છેડાને એક સમાન બળ $F$ દ્વારા ખેંચવામાં આવેલ છે.
$(a)$ આ બે કિસ્સાઓમાં સ્પ્રિંગનું મહત્તમ વિસ્તરણ કેટલું છે ?
$(b)$ જો આકૃતિ $(a)$ માંનું દ્રવ્યમાન અને આકૃતિ $(b)$ નાં બે દ્રવ્યમાનોને જો મુક્ત કરવામાં આવે તો દરેક કિસ્સામાં દોલનોનો આવર્તકાળ કેટલો થશે ?
આકૃતિ $(a)$ બતાવે છે કે $k$ બળ-અચળાંકવાળી એક સ્પ્રિંગના એક છેડાને દૃઢ રીતે જડેલ છે અને તેના મુક્ત છેડા સાથે $m$ દ્રવ્યમાન જોડેલ છે. મુક્ત છેડા પર લગાડવામાં આવતું બળ $F$ એ સ્પ્રિંગને ખેંચે છે. આકૃતિ $(b)$ માં આ જ સ્પ્રિંગ બંને છેડાથી મુક્ત છે અને એક દ્રવ્યમાન $m$ બંને છેડા પર જોડેલ છે. આકૃતિ $(b)$ માંની સ્પ્રિંગના દરેક છેડાને એક સમાન બળ $F$ દ્વારા ખેંચવામાં આવેલ છે.
$(a)$ આ બે કિસ્સાઓમાં સ્પ્રિંગનું મહત્તમ વિસ્તરણ કેટલું છે ?
$(b)$ જો આકૃતિ $(a)$ માંનું દ્રવ્યમાન અને આકૃતિ $(b)$ નાં બે દ્રવ્યમાનોને જો મુક્ત કરવામાં આવે તો દરેક કિસ્સામાં દોલનોનો આવર્તકાળ કેટલો થશે ?