$\Delta ABC$ સમબાજુ ત્રિકોણની $AB$ અને $BC$ બાજુઓ બે તાંબાના સળિયા અને બીજી બાજુ એક એલ્યુમિનિયમનો સળિયો છે. તેને એવી રીતે ગરમ કરવામાં આવે છે કે જેથી દરેક સળિયાનું તાપમાન $\Delta T$ જેટલું વધે, તો ખૂણા $\angle ABC$ માં ફેરફાર શોધો. (તાંબાનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha _1$ અને એલ્યુમિનિયમનો રેખીય પ્રસણાંક $\alpha _2$ છે.) 

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

Suppose, $\mathrm{AB}=l_{1}, \mathrm{AC}=l_{2}$ and $\mathrm{BC}=l_{3}$

$\therefore \cos \theta=\frac{l_{3}^{2}+l_{1}^{2}-l_{2}^{2}}{2 l_{3} l_{1}}$ where $\angle \mathrm{ABC}=\theta$ $\therefore 2 l_{3} l_{1} \cos \theta=l_{3}^{2}+l_{1}^{2}-l_{2}^{2}$

Integrating on both side,

$2\left(l_{3} d l_{1}+l_{1} d l_{3}\right) \cos \theta-2 l 3 l_{1} \sin \theta d \theta=2 l_{3} d l_{3}+2 l_{1} d l_{1}-2 l_{2} d l_{2}$

Dividing by $2$ ,

$\left(l_{3} d l_{1}+l_{1} \times d l_{3}\right) \cos \theta-l_{3} l_{1} \sin \theta d \theta=l_{3} d l_{3}+l_{1} d l_{1}-l_{2} d l_{2}$

Now $d l_{1}=l_{1} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}, d l_{2}=l_{2} \alpha_{2} \Delta \mathrm{T}, d l_{3}=l_{3} \alpha_{3} \Delta \mathrm{T}$ then,

$\left(l_{3} \times l_{1} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}+l_{1} \times l_{3} \alpha_{3} \Delta \mathrm{T}\right) \cos \theta-l_{3} l_{1} \sin \theta d \theta=l_{3} \times l_{3} \alpha_{3} \Delta \mathrm{T}+l_{1} \times l_{1} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}-l_{2} \times l_{2} \alpha_{2} \Delta \mathrm{T}$

Now let $l_{1}=l_{2}=l_{3}=l$ and $\alpha_{3}=\alpha_{1}$

$\therefore\left(l^{2} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}+l^{2} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}\right) \cos \theta-l^{2} \sin \theta d \theta=l^{2} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}+l^{2} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}-l^{2} \alpha_{2} \Delta \mathrm{T}$

$\quad \cos \theta=\cos 60^{\circ}=\frac{1}{2} \quad(\mathrm{Equilateral}$ triangle $)$

$\therefore 2 l^{2} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T} \times \frac{1}{2}-l^{2} \sin \theta d \theta=2 l \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}-l^{2} \alpha_{2} \Delta \mathrm{T}$

$\therefore l \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}-l^{2} \sin \theta d \theta=2 l^{2} \alpha_{1} \Delta \mathrm{T}-l^{2} \alpha_{2} \Delta \mathrm{T}$

890-s133

Similar Questions

$d$ ઘનતા ધરાવતા એક જાડુ રબર જેની લંબાઈ $L$ અને આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $A$ છે તેને લટકાવેલ છે. તેના પોતાના વજનને લીધે તેની લંબાઈમાં વધારો થાય છે તો આ વધારો કોના સમપ્રમાણમાં હોય ?

$15.2\, mm \times 19.1\, mm$ લંબચોરસ આડછેદન ક્ષેત્રફળ ધરાવતાં તાંબાના એક ટુકડાને $44.500\, N$ બળના તણાવ વડે ખેંચવામાં આવે છે જેથી માત્ર સ્થિતિસ્થાપક વિરૂપણ ઉદ્ભવે છે, તો ઉદ્ભવતી વિકૃતિની ગણતરી કરો. 

$4.7\, m$ લંબાઈ અને $3.0 \times 10^{-5}\, m^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતો સ્ટીલનો તાર તથા $3.5\, m$ લંબાઈ અને $4.0 \times 10^{-5}\, m^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા તાંબાના તાર પર આપેલ સમાન ભાર લટકાવતા બંને તારની લંબાઈમાં સમાન વધારો થાય છે, તો સ્ટીલ અને તાંબાનાં યંગ મૉડ્યુલસનો ગુણોત્તર શું હશે ? 

$10\, {kg} {ms}^{-2}$ વજન,$100\, {cm}^{2}$ આડછેડનું ક્ષેત્રફળ અને $20\, {cm}$ લંબાઈ ધરાવતા એક ભારે સળિયાને દઢ આધાર પરથી લટકાવેલ છે. સલિયાના દ્રવ્યનો યંગ મોડ્યુલસ $2 \times 10^{11} \,{Nm}^{-2}$ છે. તેની બાજુનું સંકોચન અવગણીને સલિયાના પોતાના વજનને કારણે તેની લંબાઈમાં થતો વધારો ($\times 10^{-10} {m}$ ના ગુણાંકમાં) કેટલો હશે?

  • [JEE MAIN 2021]

એક સમાન કોપરના સળીયાની લંબાઈ $50 \,cm$ અને વ્યાસ $3.0 \,mm$ છે અવરોધ રહીત સમક્ષિતિજ સપાટી પર તેને સરકાવવામાં આવે છે $20^{\circ} C$ તાપમાને રેખીય પ્રસરણ અચળાંક $2.0 \times 10^{-5} \,K ^{-1}$ અને યંગ મોડ્યુલ્સ $1.2 \times 10^{11} N / m ^2$ છે જો સળીયાને $100^{\circ} C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે તો તે ............ $\times 10^3 \,N$ તાણ ઉત્પન્ન કરશે ?