$V$ કદ ધરાવતા એક હવાના ચેમ્બરને $a$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતી ગરદન છે,જેમાં $m$ દળનો દડો બરાબર બંધ બેસે છે અને કોઈપણ ઘર્ષણ વિના ઉપર-નીચે ગતિ કરી શકે છે (આકૃતિ). દર્શાવો કે જ્યારે દડાને થોડો નીચે દબાવીને છોડવામાં આવે,ત્યારે તે $SHM$ (સરળ આવર્ત ગતિ) કરે છે. હવાનું દબાણ-કદનું પરિવર્તન સમતાપી છે તેમ ધારીને દોલનોના આવર્તકાળ માટેનું સૂત્ર મેળવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) હવાના ચેમ્બરનું કદ $= V$
ગરદનનું આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $= a$
દડાનું દળ $= m$
ચેમ્બરની અંદરનું દબાણ વાતાવરણીય દબાણ જેટલું છે.
ધારો કે દડાને $x$ એકમ જેટલો નીચે દબાવવામાં આવે છે. આ દબાણને કારણે,ચેમ્બરની અંદરના કદમાં ઘટાડો અને દબાણમાં વધારો થાય છે.
હવાના ચેમ્બરના કદમાં ઘટાડો,$\Delta V = a x$
કદ વિકૃતિ $= \frac{\text{કદમાં ફેરફાર}}{\text{મૂળ કદ}} = \frac{\Delta V}{V} = \frac{a x}{V}$
હવાનો બલ્ક મોડ્યુલસ,$B = \frac{\text{પ્રતિબળ}}{\text{વિકૃતિ}} = \frac{-p}{\frac{a x}{V}}$
અહીં,પ્રતિબળ એ દબાણમાં થતો વધારો છે. ઋણ નિશાની દર્શાવે છે કે કદમાં ઘટાડો થવાથી દબાણ વધે છે. તેથી,$p = \frac{-B a x}{V}$.
દડા પર લાગતું પુનઃસ્થાપક બળ $F = p \times a = \frac{-B a x}{V} \cdot a = \frac{-B a^2 x}{V} \dots (i)$
સરળ આવર્ત ગતિમાં,પુનઃસ્થાપક બળનું સમીકરણ $F = -k x \dots (ii)$ છે,જ્યાં $k$ એ બળ અચળાંક છે.
સમીકરણ $(i)$ અને $(ii)$ ની સરખામણી કરતા,આપણને $k = \frac{B a^2}{V}$ મળે છે.
દોલનોનો આવર્તકાળ $T = 2 \pi \sqrt{\frac{m}{k}} = 2 \pi \sqrt{\frac{V m}{B a^2}}$ છે.

Explore More

Similar Questions

'$r$' ત્રિજ્યાનો એક નાનો ગોળાકાર દડો '$R$' વક્રતા ત્રિજ્યા ધરાવતી ઘર્ષણરહિત વક્ર સપાટી પર ગબડે છે. તેની ગતિ સરળ આવર્ત ગતિ છે. તો તેના દોલનનો આવર્તકાળ કોના પ્રમાણમાં છે? ($g=$ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ)

$2 \ m$ વ્યાસ ધરાવતી એક રીંગ તેના પરિઘ પરના બિંદુમાંથી પસાર થતી આડી ધરીને અનુલક્ષીને સંયુક્ત લોલક તરીકે દોલનો કરે છે. તે એવી રીતે દોલન કરે છે કે તેનું કેન્દ્ર રીંગના સમતલને લંબ હોય તેવા સમતલમાં ગતિ કરે છે. સાદા લોલકની સમતુલ્ય લંબાઈ .... $m$ છે.

Difficult
View Solution

એક મોટી આડી સપાટી $1 \, cm$ ના કંપનવિસ્તાર સાથે $S.H.M.$ માં ઉપર-નીચે ગતિ કરે છે. જો સપાટી પર મૂકવામાં આવેલ $10 \, kg$ દળ સતત તેની સાથે સંપર્કમાં રહે,તો $S.H.M.$ ની મહત્તમ આવૃત્તિ .... $Hz$ હશે.

$r$ ત્રિજ્યાનો એક ગોળો $R$ વક્રતા ત્રિજ્યા ધરાવતા અંતર્ગોળ અરીસા પર રાખેલ છે. આ ગોઠવણ એક આડી ટેબલ પર રાખવામાં આવી છે. જો ગોળાને તેના સંતુલન સ્થાનથી સ્થાનાંતરિત કરીને છોડી દેવામાં આવે,તો તે $S$.$H$.$M$. કરે છે. દોલનનો આવર્તકાળ કેટલો હશે? ($g =$ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ)

$6 \ g$ દળ અને $10 \ cm^2$ સમાન આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતી એક ટેસ્ટ ટ્યુબ પાણીમાં ઉભી તરે છે જ્યારે તેના તળિયે $10 \ g$ પારો (mercury) રહેલો છે. ટ્યુબને થોડી નીચે દબાવીને મુક્ત કરવામાં આવે છે. તો તેના દોલનનો આવર્તકાળ કેટલો હશે ($s$ માં)? (ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ $= 10 \ m/s^2$)

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