આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે $1200\, N \,m^{-1}$ નો સ્પ્રિંગ-અચળાંક ધરાવતી એક સ્પ્રિંગને એક સમક્ષિતિજ ટેબલ પર ગોઠવેલ કરેલ છે. આ સ્પ્રિંગના મુક્ત છેડા પર $3\, kg$ જેટલું દ્રવ્યમાન જોડેલ છે. આ દ્રવ્યમાનને એક બાજુ $2.0 \,cm$ ના અંતર સુધી ખેંચીને મુક્ત કરવામાં આવે છે.
$(i)$ દોલનની આવૃત્તિ $(ii)$ દ્રવ્યમાનનો મહત્તમ પ્રવેગ અને $(ii)$ દ્રવ્યમાનની મહત્તમ ઝડપ શોધો.
આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે $1200\, N \,m^{-1}$ નો સ્પ્રિંગ-અચળાંક ધરાવતી એક સ્પ્રિંગને એક સમક્ષિતિજ ટેબલ પર ગોઠવેલ કરેલ છે. આ સ્પ્રિંગના મુક્ત છેડા પર $3\, kg$ જેટલું દ્રવ્યમાન જોડેલ છે. આ દ્રવ્યમાનને એક બાજુ $2.0 \,cm$ ના અંતર સુધી ખેંચીને મુક્ત કરવામાં આવે છે.
$(i)$ દોલનની આવૃત્તિ $(ii)$ દ્રવ્યમાનનો મહત્તમ પ્રવેગ અને $(ii)$ દ્રવ્યમાનની મહત્તમ ઝડપ શોધો.
Spring constant, $k=1200\, N m ^{-1}$
Mass, $m=3\, kg$
Displacement, $A=2.0 \,cm =0.02\, cm$
Frequency of oscillation $v$, is given by the relation:
$v=\frac{1}{T}=\frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{k}{m}}$
Where, $T$ is the time period
$\therefore v=\frac{1}{2 \times 3.14} \sqrt{\frac{1200}{3}}=3.18\, m / s$
Hence, the frequency of oscillations is $3.18 \,m / s$
Maximum acceleration $(a)$ is given by the relation:
$a=\omega^{2} \,A$
$\omega=$ Angular frequency $=\sqrt{\frac{k}{m}}$
$A=$ Maximum displacement
$\therefore a=\frac{k}{m} A=\frac{1200 \times 0.02}{3}=8\, ms ^{-2}$
Hence, the maximum acceleration of the mass is $8.0 \,m / s ^{2}$
Maximum velocity, $v_{\max }=A \omega$
$=A \sqrt{\frac{k}{m}}=0.02 \times \sqrt{\frac{1200}{3}}=0.4\, m / s$
Hence, the maximum velocity of the mass is $0.4\, m / s$
Similar Questions
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.
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.
- [JEE MAIN 2022]
એક સમક્ષિતિજ સ્પ્રિંગ સાથે જોડેલ $M$ દળનો પદાર્થ $A _{1}$ જેટલા કંપવિસ્તારથી સરળ આવર્તગતિ કરે છે. જ્યારે $M$ દળનો પદાર્થ મધ્યમાન સ્થાન પરથી પસાર થાય છે. ત્યારે તેના પર $m$ દળનો નાનો પદાર્થ મૂકવામાં આવે છે અને બંને પદાર્થો $A_{2}$ જેટલા કંપવિસ્તારથી સરળ આવર્તગતિ કરે છે, તો $\frac{A_{1}}{A_{2}}$ કેટલો થાય?
એક સમક્ષિતિજ સ્પ્રિંગ સાથે જોડેલ $M$ દળનો પદાર્થ $A _{1}$ જેટલા કંપવિસ્તારથી સરળ આવર્તગતિ કરે છે. જ્યારે $M$ દળનો પદાર્થ મધ્યમાન સ્થાન પરથી પસાર થાય છે. ત્યારે તેના પર $m$ દળનો નાનો પદાર્થ મૂકવામાં આવે છે અને બંને પદાર્થો $A_{2}$ જેટલા કંપવિસ્તારથી સરળ આવર્તગતિ કરે છે, તો $\frac{A_{1}}{A_{2}}$ કેટલો થાય?
- [AIEEE 2011]
સ્પ્રિંગના છેડે $20$ ડાઇન બળ લગાડતાં તેની લંબાઈમાં $1\, mm$ જેટલો વધારો થાય છે, તો તેનો બળ-અચળાંક કેટલો ?
સ્પ્રિંગના છેડે $20$ ડાઇન બળ લગાડતાં તેની લંબાઈમાં $1\, mm$ જેટલો વધારો થાય છે, તો તેનો બળ-અચળાંક કેટલો ?
સ્પ્રિંગ સાથે લટકાવેલ દળનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો સ્પ્રિંગને ચાર સમાન ભાગોમાં કાપવામાં આવે અને તે સમાન દળને એક ભાગ સાથે લટકાવવામાં આવે, તો નવો આવર્તકાળ કેટલો થાય?
સ્પ્રિંગ સાથે લટકાવેલ દળનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો સ્પ્રિંગને ચાર સમાન ભાગોમાં કાપવામાં આવે અને તે સમાન દળને એક ભાગ સાથે લટકાવવામાં આવે, તો નવો આવર્તકાળ કેટલો થાય?
- [AIPMT 2003]
જયારે સ્પ્રિંગ સાથે $M$ દળ લગાવીને સરળ આવર્તગતિ કરાવવામાં આવે છે.ત્યારે આવર્તકાળ $T$ છે.જયારે દળમાં $m$ નો વઘારો કરવામાં આવે છે.ત્યારે આવર્તકાળ $ \frac{{5T}}{4} $ છે.તો $ \frac{m}{M} $ =_______
જયારે સ્પ્રિંગ સાથે $M$ દળ લગાવીને સરળ આવર્તગતિ કરાવવામાં આવે છે.ત્યારે આવર્તકાળ $T$ છે.જયારે દળમાં $m$ નો વઘારો કરવામાં આવે છે.ત્યારે આવર્તકાળ $ \frac{{5T}}{4} $ છે.તો $ \frac{m}{M} $ =_______