कार दुर्घटना को दिखाने के लिए ( अनुकार) मोटरकार निर्माता विभिन्न स्स्रिंग नियतांकों के स्प्रिंगों का फ्रेम चढ़ाकर चलती हुई कारों के संघट्ट का अध्ययन करते हैं। मान लीजिए किसी प्रतीकात्मक अनुरूपण में कोई $1000\, kg$ द्रव्यमान की कार एक चिकनी सड़क पर $18\, km / h$ की चाल से चलते हुए, क्षैतिज फ्रेम पर चढ़ाए गए स्प्रिंग से संघ्ट करती है जिसका स्प्रिंग नियतांक $6.25 \times 10^{3} N m ^{-1}$ है। इसमे में घर्षण गुणांक $\mu$ का मान $0.5$ लेकर कमानी के अधिकतम संपीडन का परिकलन कीजिए।
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Answer In presence of friction, both the spring force and the frictional force act so as to oppose the compression of the spring as shown in Figure
We invoke the work-energy theorem, rather than the conservation of mechanical energy. The change in kinetic energy is
$\Delta K=K_{f}-K_{t}=0-\frac{1}{2} m v^{2}$
The work done by the net force is
$W=-\frac{1}{2} k x_{m}^{2}-\mu m g x_{m}$
Equating we have
$\frac{1}{2} m v^{2}=\frac{1}{2} k x_{m}^{2}+\mu m g x_{m}$
Now $\mu m g=0.5 \times 10^{3} \times 10=5 \times 10^{3} N$ (taking
$\left.g=10.0 m s ^{-2}\right) .$ After rearranging the above equation we obtain the following quadratic equation in the unknown $x_{m}$
$k x_{m}^{2}+2 \mu m g x_{m}-m v^{2}=0$
$x_{m}=\frac{-\mu m g+\left[\mu^{2} m^{2} g^{2}+m k v^{2}\right]^{1 / 2}}{k}$
where we take the positive square root since $x_{m}$ is positive. Putting in numerical values we obtain
$x_{m}=1.35 m$
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$5 \times {10^3}N/m$ स्प्रिंग नियतांक की स्प्रिंग को सामान्य स्थिति से $5\,cm$ खींचा जाता है। इसे $5\,cm$ और खींचने के लिए आवश्यक कार्य ............. $\mathrm{N-m}$ होगा
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- [AIEEE 2003]
$m$ द्रव्यमान का एक गुटका, जो प्रारंभ में विरामावस्था में हैं, $h$ ऊँचाई से स्प्रिंग नियतांक $k$ वाली स्प्रिंग पर गिराया जाता है। यदि स्प्रिंग में अधिकतम संपीडन $x$ उत्पन होता है, तब
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चिकनी सतह पर रखे $m$ द्रव्यमान के एक गुटके को स्प्रिंग नियतांक $k$ की एक कमानी (जिसका द्रव्यमान नगण्य हैं) से जोड़ा गया है। कमानी का दूसरा सिरा चित्रानुसार, अचल है। आरंभ में गुटका अपनी साम्यावस्था में स्थायी है। यदि गुटके को एक नियत बल $F$ से खींचा जाए तो गुटके की अधितकम चाल होगी।
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- [JEE MAIN 2019]
$1\, kg$ द्रव्यमान का एक पिण्ड $100\, m$ ऊँचाई से स्वतंत्र रूप से $3\, kg$ द्रव्यमान के एक प्लेटफॉर्म पर गिरता है यह प्लेटफॉर्म एक स्प्रिंग नियतांक $k =1.25 \times 10^{6} \,N / m$. की स्प्रिंग पर लगा है। पिण्ड प्लेटफॉर्म पर चिपक जाता है और स्प्रिंग का अधिकतम संपीड़न $x$ पाया जाता है। $x$ का निकटतम मान $......\,cm$ होगा। $\left( g =10\, ms ^{-2}\right)$
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- [JEE MAIN 2019]
$A$ व $B$, $m$ द्रव्यमान के एकसमान गुटके हैं। ये दोनों एक घर्षण-हीन तल पर एक स्प्रिंग द्वारा जोड़कर रखे हैं। स्प्रिंग की सामान्य लम्बाई $L$ एवं बल नियतांक $K$ है। प्रारम्भ में स्प्रिंग सामान्य अवस्था में है। अब एक अन्य सर्वसम गुटका $C$ (द्रव्यमान$-m$) $v$ वेग से $A$ व $B$ को मिलाने वाली रेखा के अनुदिश $A$ से टकराता है। स्प्रिंग में उत्पन्न अधिकतम संपीड़न है
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