પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી એક ટનલ ખોદવામાં આવે છે. સાબિત કરો કે $m$ દળનો પદાર્થ જ્યારે ટનલના એક છેડેથી સ્થિર સ્થિતિમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે ત્યારે તે સરળ આવર્ત ગતિ કરશે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે $m$ દળનો પદાર્થ પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી ટનલમાં બિંદુ $P$ પર છે. પૃથ્વીના કેન્દ્રથી બિંદુ $P$ નું અંતર $y$ છે. શેલ પ્રમેય મુજબ,કેન્દ્રથી $y$ અંતરે રહેલા પદાર્થ પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ફક્ત $y$ ત્રિજ્યાના ગોળાની અંદર રહેલા પૃથ્વીના દળને કારણે જ હોય છે.
આ આંતરિક ગોળાનું દળ $M' = \rho \cdot \frac{4}{3} \pi y^3$ છે,જ્યાં $\rho$ એ પૃથ્વીની ઘનતા છે. કારણ કે $\rho = \frac{M}{\frac{4}{3} \pi R^3}$,તેથી $M' = M \left( \frac{y^3}{R^3} \right)$ મળે.
પદાર્થ પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $F = -\frac{G M' m}{y^2} = -\frac{G M m y^3}{R^3 y^2} = -\left( \frac{G M m}{R^3} \right) y$ છે.
કારણ કે $g = \frac{G M}{R^2}$,આપણે લખી શકીએ કે $F = -\left( \frac{mg}{R} \right) y$.
આ બળ $F = -ky$ સ્વરૂપનું છે,જ્યાં $k = \frac{mg}{R}$ એ અચળાંક છે. પુનઃસ્થાપક બળ એ સ્થાનાંતર $y$ ના સમપ્રમાણમાં અને કેન્દ્ર તરફ હોવાથી,પદાર્થ સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે.

Explore More

Similar Questions

પૃથ્વીને સમાન દળ ઘનતા ધરાવતો ગોળો ધારીએ તો, એક પદાર્થનું વજન પૃથ્વીની સપાટી પર $300 \,N$ છે. પૃથ્વીની સપાટીથી $R/4$ ઊંડાઈએ તેનું વજન કેટલું હશે ($\,N$ માં)?

જો પૃથ્વીની સપાટીથી $h$ ઊંચાઈએ $g$ ના મૂલ્યમાં થતો ફેરફાર,પૃથ્વીની સપાટીથી $x$ ઊંડાઈએ થતા ફેરફાર જેટલો જ હોય,તો ($x$ અને $h$ બંને પૃથ્વીની ત્રિજ્યા કરતા ઘણા નાના છે)

પૃથ્વીની સપાટીથી $h$ ઊંચાઈએ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ એ પૃથ્વીની સપાટીની નીચે $d$ ઊંડાઈએ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ જેટલો જ હોય,તો

એક પદાર્થનું વજન ઉત્તર ધ્રુવ પર સ્પ્રિંગ બેલેન્સમાં $49 \, N$ છે. જો તેને વિષુવવૃત્ત પર લઈ જવામાં આવે,તો તે જ વજન કાંટા પર તેનું વજન કેટલું નોંધાશે ($, N$ માં)? ($g = \frac{GM}{R^2} = 9.8 \, m/s^2$ અને પૃથ્વીની ત્રિજ્યા $R = 6400 \, km$ નો ઉપયોગ કરો.)

નીચે બે વિધાનો આપેલા છે:
વિધાન $I:$ પૃથ્વીનું પરિભ્રમણ ગુરુત્વપ્રવેગ $(g)$ ના મૂલ્ય પર અસર દર્શાવે છે.
વિધાન $II:$ પૃથ્વીના પરિભ્રમણની $g$ ના મૂલ્ય પરની અસર વિષુવવૃત્ત પર ન્યૂનતમ અને ધ્રુવ પર મહત્તમ હોય છે.
ઉપરના વિધાનોના પ્રકાશમાં,નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો જવાબ પસંદ કરો.

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