- Home
- Standard 11
- Physics
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે $R$ ત્રિજ્યાનું લાકડાનું પૈડું, બે અર્ધવર્તુળ ભાગોમાંથી બનેલું છે. આ બંને ભાગને ધાતુની એક રીંગ વડે સાથે જોડેલ છે. રીંગના આડછેડનું ક્ષેત્રફળ $S$ અને લંબાઈ $L$ છે. $L$ એ $2 \pi R$ કરતાં નાનું છે. તેથી રીંગને પૈડા પર ફીટ કરવા માટે ગરમ કરવા $T$ જेટલું તાપમાન વધારવામાં આવે છે. જેથી તે પૈડા પર માત્ર ગોઠવાઈ જાય છે. જ્યારે તેને ઓરડાના તાપમાન સુધી ઠંડુ પાડવામાં આવે છે ત્યારે તે અર્ધવર્તુળ પैડાના ભાગોને એકબીજા સાથે દબાણથી જોડી દે છે. જો ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha$ અને યંગ મોડ્યુલ્સ $Y$ હોય તો પैડાના એક ભાગ દ્વારા બીજા ભાગ પર કેટલું બળ લાગતું હશે?
$2SY\alpha \Delta T$
$2\pi SY\Delta T$
$SY\alpha \Delta T$
$\pi SY\alpha \Delta T$
Solution
$Y = \frac{{F/S}}{{\Delta L/L}} \Rightarrow \Delta L = \frac{{FL}}{{SY}}$
$\therefore L\alpha \Delta T = \frac{{FL}}{{SY}}$ $\left[ {\Delta L = L\alpha \Delta T} \right]$
$\therefore F = SY\alpha \Delta T$
$\therefore $ The ring is pressing the wheel from both sides,
$\therefore {F_{net}} = 2F = 2YS\alpha \Delta T$
