Gujarati
1. Electric Charges and Fields
hard

एक धनावेशित पतली धातु की वलय जिसकी त्रिज्या $R$, $xy$-तल में स्थित है तथा इसका केन्द्र मूल बिन्दु $O$ पर है। एक ऋणावेशित कण $P$ विराम अवस्था से बिन्दु $(0,\,0,\,{z_0})$ से छोड़ा जाता है, यहाँ ${z_0} > 0$ तो $P$ की गति होगी

A

$z_0$ सभी मानों के लिये दोलनी जोकि $0 < {z_0} < \infty $को संतुष्ट करें

B

$z_0$ के सभी मानों के लिये सरल आवर्त गति जो कि $0 < {z_0} < R$ को संतुष्ट करें

C

लगभग सरल आवर्त गति जबकि ${z_0} <  < R$

D

दोनों $(b)$ और $(c)$

(IIT-1998)

Solution

यहाँ $E = \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}.\frac{{Q{z_0}}}{{{{({R^2} + z_0^2)}^{3/2}}}}$

$Q$ वलय पर स्थित आवेश है एवं कण की मूल बिन्दू से दूरी है।

तब $F = qE = \frac{{ – \,Qq{z_0}}}{{4\pi {\varepsilon _0}{{({R^2} + z_0^2)}^{3/2}}}}$

जब आवेश $-q$ मूल बिन्दु को क्रॉस कर जाता है, इस पर पुन: केन्द्र की ओर बल लगेगा अर्थात गति आवर्ती होगी अब यदि

अब यदि  ${z_0} <  < R$

 $F = – \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}.\frac{{Qq{z_0}}}{{{R^2}}}$

$⇒$ $F \propto   {z_0}$ अर्थात् सरल आवर्त गति होगी।

Standard 12
Physics

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