$2L$ લંબાઈ,$A$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ અને $M$ દળ ધરાવતો એક સ્ટીલનો સમાન સળિયો તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી ધરી પર કોણીય વેગ $\omega$ સાથે સમક્ષિતિજ સમતલમાં ફરે છે. જો સ્ટીલ માટે યંગ મોડ્યુલસ $Y$ હોય,તો સળિયાની લંબાઈમાં થતો કુલ વધારો શોધો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) ધારો કે સળિયાની લંબાઈ $2L$,દળ $M$ અને આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $A$ છે. રેખીય દળ ઘનતા $\mu = \frac{M}{2L}$ છે.
ભ્રમણના કેન્દ્રથી $r$ અંતરે $dr$ લંબાઈનો એક ઘટક ધ્યાનમાં લો.
આ ઘટકનું દળ $dm = \mu dr$ છે.
આ ઘટક માટે જરૂરી કેન્દ્રગામી બળ $dF = (dm) r \omega^2 = \mu \omega^2 r dr$ છે.
આ બળ ઘટક પરના તણાવ $T(r)$ ના તફાવત દ્વારા પૂરું પાડવામાં આવે છે: $dT = -dF = -\mu \omega^2 r dr$.
$r$ થી $L$ સુધી સંકલન કરતા (જ્યાં છેડે $r=L$ પર તણાવ શૂન્ય છે):
$\int_{T(r)}^{0} dT = -\int_{r}^{L} \mu \omega^2 r dr \Rightarrow -T(r) = -\mu \omega^2 \left[ \frac{r^2}{2} \right]_r^L \Rightarrow T(r) = \frac{\mu \omega^2}{2} (L^2 - r^2)$.
$dr$ લંબાઈના ઘટકમાં થતો વધારો $d(\Delta L) = \frac{T(r) dr}{AY}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સળિયાના એક અડધા ભાગ ( $0$ થી $L$ સુધી) માટે કુલ વધારો $\Delta L$:
$\Delta L = \int_0^L \frac{\mu \omega^2}{2AY} (L^2 - r^2) dr = \frac{\mu \omega^2}{2AY} \left[ L^2 r - \frac{r^3}{3} \right]_0^L = \frac{\mu \omega^2}{2AY} \left( L^3 - \frac{L^3}{3} \right) = \frac{\mu \omega^2 L^3}{3AY}$.
$\mu = \frac{M}{2L}$ મૂકતા,એક અડધા ભાગ માટે વધારો $\frac{M \omega^2 L^2}{6AY}$ મળે છે.
સળિયાના બે અડધા ભાગ હોવાથી,કુલ વધારો $2 \times \frac{M \omega^2 L^2}{6AY} = \frac{M \omega^2 L^2}{3AY}$ થાય.

Explore More

Similar Questions

એક તારનો બળ અચળાંક $k$ છે અને બીજા તારનો બળ અચળાંક $2k$ છે. જ્યારે બંને તારને સમાન અંતર સુધી ખેંચવામાં આવે,ત્યારે થયેલ કાર્ય:

વિકૃતિ પામેલા પદાર્થની સ્થિતિસ્થાપક સ્થિતિઊર્જા કેટલી છે?

એક તારને એક છેડેથી લટકાવવામાં આવ્યો છે. બીજા છેડે $20 \ N$ બળ જેટલું વજન લગાડવામાં આવે છે. જો લંબાઈમાં થતો વધારો $1.0 \ mm$ હોય,તો તારની ઊર્જામાં થતો વધારો ....... $J$ હશે.

$2 \ m$ લંબાઈ અને $10^{-6} \ m^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા એક સમાન ધાતુના તારને $2.004 \ m$ સુધી ખેંચવા માટે કરવામાં આવેલ કાર્ય કેટલું છે ($J$ માં)? [તારનો યંગ મોડ્યુલસ = $2 \times 10^{11} \ N/m^2$]

જો $y$ યંગ મોડ્યુલસ ધરાવતા તારમાં $x$ જેટલી રેખીય વિકૃતિ (longitudinal strain) ઉત્પન્ન થાય,તો તારના દ્રવ્યમાં એકમ કદ દીઠ સંગ્રહિત ઉર્જા કેટલી હશે?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo