$10$ મીટર લંબાઈના રેલવેના સ્ટીલના પાટાને રેલવે લાઇનના બે છેડાઓ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જોડેલા છે. ઉનાળાના દિવસે $20\,^oC$ જેટલું તાપમાન વધે છે તેથી તેનો આકાર આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણેનો થાય છે. તો તેનાં કેન્દ્રનું (મધ્યબિંદનું) સ્થાનાંતર $x$ શોધો. જો સ્ટીલ નો $\alpha = 1.2 \times 10^{-5} \,^oC^{-1}$
$10$ મીટર લંબાઈના રેલવેના સ્ટીલના પાટાને રેલવે લાઇનના બે છેડાઓ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જોડેલા છે. ઉનાળાના દિવસે $20\,^oC$ જેટલું તાપમાન વધે છે તેથી તેનો આકાર આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણેનો થાય છે. તો તેનાં કેન્દ્રનું (મધ્યબિંદનું) સ્થાનાંતર $x$ શોધો. જો સ્ટીલ નો $\alpha = 1.2 \times 10^{-5} \,^oC^{-1}$
આકૃતિમાં કાટકોણ ત્રિકોણ માટે પાયથાગોરસના પ્રમેય પરથી,
$\left(\frac{ L +\Delta L }{2}\right)^{2}=\left(\frac{ L }{2}\right)^{2}+x^{2}$
$=\sqrt{\left(\frac{ L +\Delta L }{2}\right)^{2}-\left(\frac{ L }{2}\right)^{2}}$
$=\frac{1}{2}\left(\sqrt{( L +\Delta L )^{2}- L ^{2}}\right)$
$=\frac{1}{2}\left[\sqrt{L^{2}+2 L \Delta L+\Delta L^{2}-L^{2}}\right]$
$=\frac{1}{2}\left[\sqrt{2 L \Delta L+\Delta L^{2}}\right]$
$\Delta L$ઘણો જ નાનો હોવાથી $\Delta L ^{2}$ ને અવગણતા
$x=\frac{1}{2} \sqrt{2 L \Delta L }$
પણ $\Delta L =L \alpha \Delta T$ છે.
$\therefore x=\frac{1}{2} \sqrt{2 L \times L \alpha \Delta T }$
$=\frac{1}{2} L \sqrt{2 \alpha \Delta T }$
$\therefore x=\frac{10}{2} \times \sqrt{2 \times 1.2 \times 10^{-5} \times 20}$
$=5 \times \sqrt{4.8 \times 10^{-4}}$
$=5 \times 2 \times 1.1 \times 10^{-2}$
$=11 \times 10^{-2}$
$=0.11\,m =11\,cm$
અહીં આપણે પારાની લંબાઈમાં થતો વધારો ઘણો નાનો હોવાથી અવગણેલ છે.
Similar Questions
જ્યારે કોપરનો બોલને ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે શેમાંથી સૌથી વધુ પ્રતિશત વધારો થશે?
જ્યારે કોપરનો બોલને ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે શેમાંથી સૌથી વધુ પ્રતિશત વધારો થશે?
એક સ્ફટિકનો એક દિશામાં પ્રસરણાંક $13\times10^{-7}$ અને તેની દરેક લંબ દિશામાં $231\times10^{-7}$ છે તો તેનો કદ પ્રસરણાંક કેટલો હશે?
એક સ્ફટિકનો એક દિશામાં પ્રસરણાંક $13\times10^{-7}$ અને તેની દરેક લંબ દિશામાં $231\times10^{-7}$ છે તો તેનો કદ પ્રસરણાંક કેટલો હશે?
- [AIIMS 2014]
આપણે એક એવું પાત્ર બનાવવું છે કે જેનું કદ તાપમાન સાથે બદલાતું ન હોય. આપણે $100\,cc$ કદવાળું પાત્ર બનાવવામાં પિત્તળ અને લોખંડનો ઉપયોગ કરીશું $($ પિતળ નો $\gamma $ $= 6 \times 10^{-5}\,K^{-1}$ અને લોખંડ નો $\gamma $$=3.55 \times 10^{-5}\,K^{-1})$ તમે શું વિચારો છો કે આપણે આ બનાવી શકીશું ?
આપણે એક એવું પાત્ર બનાવવું છે કે જેનું કદ તાપમાન સાથે બદલાતું ન હોય. આપણે $100\,cc$ કદવાળું પાત્ર બનાવવામાં પિત્તળ અને લોખંડનો ઉપયોગ કરીશું $($ પિતળ નો $\gamma $ $= 6 \times 10^{-5}\,K^{-1}$ અને લોખંડ નો $\gamma $$=3.55 \times 10^{-5}\,K^{-1})$ તમે શું વિચારો છો કે આપણે આ બનાવી શકીશું ?
$4\, {m}$ લંબાઈ અને $10\, {cm}^{2}$ આડછેદના સ્ટીલના તારનો ${y}=2.0 \times 10^{11} \,{Nm}^{-2}$ અને $\alpha=10^{-5}{ }^{\circ} {C}^{-1}$ છે, તેનની લંબાઈમાં વધારો કરાવ્યા વગર $0^{\circ} {C}$ થી $400^{\circ} {C}$ ગરમ કરવામાં આવે છે. તારમાં ઉત્પન્ન થતું તણાવબળ ${x} \times 10^{5} \, {N}$ છે, જ્યાં $x$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
$4\, {m}$ લંબાઈ અને $10\, {cm}^{2}$ આડછેદના સ્ટીલના તારનો ${y}=2.0 \times 10^{11} \,{Nm}^{-2}$ અને $\alpha=10^{-5}{ }^{\circ} {C}^{-1}$ છે, તેનની લંબાઈમાં વધારો કરાવ્યા વગર $0^{\circ} {C}$ થી $400^{\circ} {C}$ ગરમ કરવામાં આવે છે. તારમાં ઉત્પન્ન થતું તણાવબળ ${x} \times 10^{5} \, {N}$ છે, જ્યાં $x$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
- [JEE MAIN 2021]
ધાતુ પતરામાંથી બનેલા સમઘન આકારની પેટી (બોક્સ) ની દરેક બાજુ $‘a'$ છે ધાતુ પતરા માટે ઓરડાનાં તાપમાન $'T'$ એ રેખીય પ્રસરણાંક $‘\alpha$' છે. ધાતુ પતરાને સમાન રીતે ઓછા તાપમાન $\Delta T$ થી ગરમ કરવામાં આવે છે કે જેથી તેનું નવું તાપમાન $T +\Delta T$ થાય છે. ધાતુ પેટીનાં કદમાં થતો વધારો ...............
ધાતુ પતરામાંથી બનેલા સમઘન આકારની પેટી (બોક્સ) ની દરેક બાજુ $‘a'$ છે ધાતુ પતરા માટે ઓરડાનાં તાપમાન $'T'$ એ રેખીય પ્રસરણાંક $‘\alpha$' છે. ધાતુ પતરાને સમાન રીતે ઓછા તાપમાન $\Delta T$ થી ગરમ કરવામાં આવે છે કે જેથી તેનું નવું તાપમાન $T +\Delta T$ થાય છે. ધાતુ પેટીનાં કદમાં થતો વધારો ...............
- [JEE MAIN 2021]