એક બ્લૉક જેનું દ્રવ્યમાન $1\, kg$ છે તેને સ્પ્રિંગ સાથે બાંધેલ છે. આ સ્પ્રિંગનો સ્પ્રિંગ અચળાંક $50 \,N\,m^{-1}$ છે. આ બ્લૉકને ઘર્ષણરહિત સપાટી પર $t = 0$ સમયે તેના સંતુલન સ્થાન $x = 0$ આગળ સ્થિર સ્થિતિમાંથી ખેંચીને $x = 10 \,cm$ અંતરે લાવવામાં આવે છે. જ્યારે તે મધ્યમાન સ્થિતિથી $5$ સેમી દૂર છે ત્યારે આ બ્લૉકની ગતિઊર્જા, સ્થિતિઊર્જા અને કુલ ઊર્જાની ગણતરી કરો. 

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store

આ બ્લૉક સ.આ.ગ. કરે છે, સમીકરણ $(b)$ પ્રમાણે, તેની કોણીય આવૃત્તિ

$\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}$

વડે આપવામાં આવે છે.

$=\sqrt{\frac{50 \,N m ^{-1}}{1\, kg }}$

$=7.07 \,rad \,s ^{-1}$

તેથી કોઈ પણ $t$ સમયે, તેના સ્થાનાંતરને

$x(t)=0.1 \,\cos \,(7.07\, t)$

જ્યારે બ્લૉક તેના મધ્યમાન સ્થળેથી $5 \,cm $ દૂર હશે ત્યારે આપણી પાસે

$0.05=0.1\, \cos \,(7.07 \,t)$

અથવા  $\cos (7.07 t)=0.5$ અને તેથી 

$\sin (7.07 \,t)=\frac{\sqrt{3}}{2}=0.866$

આ બ્લૉકનો $x = 5\, cm$ પરનો વેગ 

$=0.1 \times 7.07 \times 0.866\, m s ^{-1}$

$=0.61 \,m s ^{-1}$

તેથી આ બ્લૉકની  ગ.ઊ.

$=\frac{1}{2} m v^{2}$

$=1 / 2\left[1\, kg \times\left(0.6123\, m s ^{-1}\right)^{2}\right]$

$=0.19 \,J$

 આ બ્લૉકની સ્થિતિઊર્જા

$=\frac{1}{2} k x^{2}$

$=1 / 2\left(50\, N m ^{-1} \times 0.05\, m \times 0.05\, m \right)$

$=0.0625\, J$

$x = 5\, cm$ પર બ્લૉકની કુલ ઊર્જા 

$= K. E. + P. E.$

$= 0.25\, J $

આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે, મહત્તમ સ્થાનાંતર પર ગતિઊર્જા શૂન્ય છે અને તેથી પ્રણાલીની કુલ ઊર્જા એ સ્થિતિઊર્જા બરાબર હોય છે. તેથી, પ્રણાલીની કુલ ઊર્જા

$=1 / 2\left(50 \,N m ^{-1} \times 0.1\, m \times 0.1\, m \right)$

$=0.25 \,J$

આ ઊર્જા $5\, cm$ ના સ્થાનાંતર પર બંને ઊર્જાના સરવાળા જેટલી છે. આ ઊર્જા-સંરક્ષણ સિદ્ધાંતનું સમર્થન કરનારું છે.

Similar Questions

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} $ =_______

$4.84\, N/m$ બળ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગ પર એક $0.98\, kg$ દળનો પદાર્થ દોલનો કરે છે. તો પદાર્થની કોણીય આવૃતિ ($ rad/s$ માં) કેટલી હશે?

$K$ બળઅચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગના બે સમાન ટુકડા કરવાથી એક ટુકડાનો બળ અચળાંક શોધો

જ્યારે $m$ જેટલા દળને સ્પ્રિંગ સાથે જોડવામાં આવે છે. ત્યારે તે $4 \,s$ ના આવર્તકાળથી દોલન કરે છે. જ્યારે વધારાનું $2 \,kg$ દળ જોડવામાં આવે છે. તો તેનો આવર્તકાળ $1\, s$ જેટલો વધે છે. તો $m$ નું મુલ્ય ......... $kg$

સ્પ્રિંગ પર $m$ દળ લગાવતા તેનો આવર્તકાળ $2\, sec$ હોય તો $4m$ દળ લગાવતા આવર્તકાળ   .... $\sec$ થશે. 

  • [AIIMS 1998]