આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે $1200\, N \,m^{-1}$ નો સ્પ્રિંગ-અચળાંક ધરાવતી એક સ્પ્રિંગને એક સમક્ષિતિજ ટેબલ પર ગોઠવેલ કરેલ છે. આ સ્પ્રિંગના મુક્ત છેડા પર $3\, kg$ જેટલું દ્રવ્યમાન જોડેલ છે. આ દ્રવ્યમાનને એક બાજુ $2.0 \,cm$ ના અંતર સુધી ખેંચીને મુક્ત કરવામાં આવે છે.
$(i)$ દોલનની આવૃત્તિ $(ii)$ દ્રવ્યમાનનો મહત્તમ પ્રવેગ અને $(ii)$ દ્રવ્યમાનની મહત્તમ ઝડપ શોધો.
આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે $1200\, N \,m^{-1}$ નો સ્પ્રિંગ-અચળાંક ધરાવતી એક સ્પ્રિંગને એક સમક્ષિતિજ ટેબલ પર ગોઠવેલ કરેલ છે. આ સ્પ્રિંગના મુક્ત છેડા પર $3\, kg$ જેટલું દ્રવ્યમાન જોડેલ છે. આ દ્રવ્યમાનને એક બાજુ $2.0 \,cm$ ના અંતર સુધી ખેંચીને મુક્ત કરવામાં આવે છે.
$(i)$ દોલનની આવૃત્તિ $(ii)$ દ્રવ્યમાનનો મહત્તમ પ્રવેગ અને $(ii)$ દ્રવ્યમાનની મહત્તમ ઝડપ શોધો.
Spring constant, $k=1200\, N m ^{-1}$
Mass, $m=3\, kg$
Displacement, $A=2.0 \,cm =0.02\, cm$
Frequency of oscillation $v$, is given by the relation:
$v=\frac{1}{T}=\frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{k}{m}}$
Where, $T$ is the time period
$\therefore v=\frac{1}{2 \times 3.14} \sqrt{\frac{1200}{3}}=3.18\, m / s$
Hence, the frequency of oscillations is $3.18 \,m / s$
Maximum acceleration $(a)$ is given by the relation:
$a=\omega^{2} \,A$
$\omega=$ Angular frequency $=\sqrt{\frac{k}{m}}$
$A=$ Maximum displacement
$\therefore a=\frac{k}{m} A=\frac{1200 \times 0.02}{3}=8\, ms ^{-2}$
Hence, the maximum acceleration of the mass is $8.0 \,m / s ^{2}$
Maximum velocity, $v_{\max }=A \omega$
$=A \sqrt{\frac{k}{m}}=0.02 \times \sqrt{\frac{1200}{3}}=0.4\, m / s$
Hence, the maximum velocity of the mass is $0.4\, m / s$
Similar Questions
$K_1$ અને $K_2$ બળઅચળાંક ઘરાવતી અલગ અલગ સ્પ્રિંગ પર $m$ દળ લટકાવતા આવર્તકાળ અનુક્રમે $t_1$ અને $t_2$ થાય છે. જો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે સમાન દળ $m$ ને બંને સ્પ્રિંગ સાથે લટકવવામાં આવે, તો આવર્તકાળ $t$ ને કયા સંબંધ દ્વારા આપી શકાય?
$K_1$ અને $K_2$ બળઅચળાંક ઘરાવતી અલગ અલગ સ્પ્રિંગ પર $m$ દળ લટકાવતા આવર્તકાળ અનુક્રમે $t_1$ અને $t_2$ થાય છે. જો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે સમાન દળ $m$ ને બંને સ્પ્રિંગ સાથે લટકવવામાં આવે, તો આવર્તકાળ $t$ ને કયા સંબંધ દ્વારા આપી શકાય?
- [AIPMT 2002]
$L$ લંબાઈ, $M$ દળ અને $A$ આડછેદ ધરાવતા નળાકારને દળરહિત સ્પ્રિંગ સાથે બાંધીને એવી રીતે લટકવવામાં આવે છે કે જેથી સમતોલન સમયે અડધું નળાકાર $\sigma$ ઘનતાવાળા પ્રવાહીમાં ડૂબેલું રહે.જ્યારે નળાકારને નીચે તરફ થોડું ખેંચીને મુક્ત કરવામાં આવે ત્યારે તે નાના કંપવિસ્તારથી દોલનો કરે છે.નળાકારના દોલનો માટેનો આવર્તકાળ $T$ કેટલો મળે?
$L$ લંબાઈ, $M$ દળ અને $A$ આડછેદ ધરાવતા નળાકારને દળરહિત સ્પ્રિંગ સાથે બાંધીને એવી રીતે લટકવવામાં આવે છે કે જેથી સમતોલન સમયે અડધું નળાકાર $\sigma$ ઘનતાવાળા પ્રવાહીમાં ડૂબેલું રહે.જ્યારે નળાકારને નીચે તરફ થોડું ખેંચીને મુક્ત કરવામાં આવે ત્યારે તે નાના કંપવિસ્તારથી દોલનો કરે છે.નળાકારના દોલનો માટેનો આવર્તકાળ $T$ કેટલો મળે?
- [JEE MAIN 2013]
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ શિરોલંબ ગોઠવેલ સ્પ્રિંગ પર હલકા સપાટ પાટિયા પર $2\; kg$ દળનો પદાર્થ મૂકેલો છે. સ્પ્રિંગ અને પાટિયાનું દળ અવગણ્ય છે. સ્પ્રિંગને થોડી દબાવીને છોડી દેતાં તે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. સ્પ્રિંગનો બળ અચળાંક $200\; N/m$ છે. આ દોલનનો ઓછામાં ઓછો કંપવિસ્તાર કેટલો હોવો જોઇએ જેથી પદાર્થ એ પાટિયા પરથી છૂટો પડી જાય? ($g=10 m/s^2$ લો)
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ શિરોલંબ ગોઠવેલ સ્પ્રિંગ પર હલકા સપાટ પાટિયા પર $2\; kg$ દળનો પદાર્થ મૂકેલો છે. સ્પ્રિંગ અને પાટિયાનું દળ અવગણ્ય છે. સ્પ્રિંગને થોડી દબાવીને છોડી દેતાં તે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. સ્પ્રિંગનો બળ અચળાંક $200\; N/m$ છે. આ દોલનનો ઓછામાં ઓછો કંપવિસ્તાર કેટલો હોવો જોઇએ જેથી પદાર્થ એ પાટિયા પરથી છૂટો પડી જાય? ($g=10 m/s^2$ લો)
- [AIPMT 2007]
$k_1$ અને $k_2$ બળઅચળાંક ઘરાવતી બે સ્પ્રિંગને શ્રેણીમાં જોડેલ છે. આ સંયોજનનો સમતુલ્ય બળ અચળાંક શેના વડે આપવામાં આવે?
$k_1$ અને $k_2$ બળઅચળાંક ઘરાવતી બે સ્પ્રિંગને શ્રેણીમાં જોડેલ છે. આ સંયોજનનો સમતુલ્ય બળ અચળાંક શેના વડે આપવામાં આવે?
- [AIPMT 2004]
એક $500 \,N \,m^{-1}$ સ્પ્રિંગ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગની સાથે $5 \,kg$ નો કૉલર (પટ્ટો) જોડાયેલ છે. તે ઘર્ષણ વગર સમક્ષિતિજ સળિયા પર સરકે છે. આ કૉલર તેના સંતુલન સ્થાનેથી $10.0\, cm$ સ્થાનાંતરિત થઈ અને મુક્ત થાય છે. આ કૉલર માટે
$(a)$ દોલનોનો આવર્તકાળ
$(b)$ મહત્તમ ઝડપ અને
$(e)$ મહત્તમ પ્રવેગની ગણતરી કરો.
એક $500 \,N \,m^{-1}$ સ્પ્રિંગ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગની સાથે $5 \,kg$ નો કૉલર (પટ્ટો) જોડાયેલ છે. તે ઘર્ષણ વગર સમક્ષિતિજ સળિયા પર સરકે છે. આ કૉલર તેના સંતુલન સ્થાનેથી $10.0\, cm$ સ્થાનાંતરિત થઈ અને મુક્ત થાય છે. આ કૉલર માટે
$(a)$ દોલનોનો આવર્તકાળ
$(b)$ મહત્તમ ઝડપ અને
$(e)$ મહત્તમ પ્રવેગની ગણતરી કરો.