4-1.Newton's Laws of Motion
medium

$m$ દળ ધરાવતા કણનો સ્થાનાંતર સદિશ $\vec r (t)\, = \,A\,\cos \,\omega t\,\hat i\, + \,B\,\sin \,\omega t\,\hat j$ વડે અપાય છે, તો

$(a)$ બતાવો કે કણનો ગતિપથ ઉપવલયાકાર છે.

$(b)$ બતાવો કે $\vec F =-\,m\omega ^2\vec r $ છે.

Option A
Option B
Option C
Option D

Solution

$(a)$ $\vec{r}(t)=A \cos \theta t \hat{i}+B \sin \omega t \hat{j}$ ને

$\vec{r}(t)=x \hat{i}+y \hat{j}$ સાથે સરખાવતાં

$x=A \cos \omega t$ અને $y=B \sin \omega t$

$x$$=A \cos \omega t$ અને $y=B \sin \omega t$

$\frac{x}{ A }$$=\cos \omega t$ અને $\frac{y}{ B }=\sin \omega t$

$\therefore \quad \frac{x^{2}}{ A ^{2}}+\frac{y^{2}}{ B ^{2}}=\cos ^{2} \omega t+\sin ^{2} \omega t$

$\therefore \frac{x^{2}}{ A ^{2}}+\frac{y^{2}}{ B ^{2}}=1$ જેઉપવલયનું પ્રમાણિત સમીકરણ છે.

તેથી કણનો ગતિપથ ઉપવલયાકાર છે.

$(b)$

$\vec{r}(t)=A \cos \omega t \hat{i}+B \sin \omega t \hat{j}$

$\frac{d \vec{r}(t)}{d t}=-A \omega \sin \omega t \hat{i}+B \omega \cos \omega t \hat{j}$

$\therefore \vec{v}(t)=-A \omega \sin \omega t \hat{i}+B \omega \cos \omega t \hat{j}$

$\therefore \frac{d \vec{v}(t)}{d t}=-A \omega^{2} \cos \omega t \hat{i}-B \omega^{2} \sin \omega t \hat{j}$

$\therefore \vec{a}(t)=-\omega^{2}(A \cos \omega t \hat{i}+B \sin \omega t \hat{j})$

$=-\omega^{2} \vec{r}$

હવે $\overrightarrow{ F }$$=m \vec{a}(t)$

$\therefore \overrightarrow{ F }$$= m \omega^{2} \vec{r}$ 

Standard 11
Physics

Similar Questions

Start a Free Trial Now

Confusing about what to choose? Our team will schedule a demo shortly.