- Home
- Standard 11
- Physics
$m$ 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.
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}$