આકૃતિમાં બિંદુ $O$ પર મૂકેલી એક નાની ચુંબકીય સોય $P$ દર્શાવેલ છે. તીર તેની ચુંબકીય મોમેન્ટની દિશા દર્શાવે છે. અન્ય તીરો બીજી સમાન ચુંબકીય સોય $Q$ ના વિવિધ સ્થાન (અને ચુંબકીય મોમેન્ટની દિશાઓ) દર્શાવે છે.
$(a)$ કઈ ગોઠવણીમાં તંત્ર સંતુલનમાં નથી?
$(b)$ કઈ ગોઠવણીમાં તંત્ર $(i)$ સ્થાયી અને $(ii)$ અસ્થાયી સંતુલનમાં છે?
$(c)$ દર્શાવેલી તમામ ગોઠવણીઓમાંથી કઈ ગોઠવણી સૌથી ઓછી સ્થિતિ ઊર્જા ધરાવે છે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) તંત્રની સ્થિતિ ઊર્જા એક ડાયપોલ $(Q)$ ની બીજા ડાયપોલ $(P)$ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થતી આંતરક્રિયાને કારણે ઉદભવે છે. ડાયપોલ $P$ ને કારણે ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}_P$ નીચે મુજબ છે:
$1$. અક્ષીય રેખા પર: $\vec{B}_P = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{2\vec{m}_P}{r^3}$
$2$. વિષુવરેખીય રેખા પર: $\vec{B}_P = -\frac{\mu_0}{4\pi} \frac{\vec{m}_P}{r^3}$
સંતુલન ત્યારે મળે છે જ્યારે ટોર્ક $\vec{\tau} = \vec{m}_Q \times \vec{B}_P = 0$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $\vec{m}_Q$ એ $\vec{B}_P$ ને સમાંતર અથવા પ્રતિ-સમાંતર હોવું જોઈએ.
$(a)$ $PQ_1$ અને $PQ_2$ ગોઠવણીમાં,ચુંબકીય મોમેન્ટ $\vec{m}_Q$ એ તે બિંદુઓ પરના ક્ષેત્ર $\vec{B}_P$ ને સમાંતર કે પ્રતિ-સમાંતર નથી. તેથી,ટોર્ક શૂન્ય નથી અને તંત્ર સંતુલનમાં નથી.
$(b)$ જ્યારે $\vec{m}_Q$ એ $\vec{B}_P$ ને સમાંતર હોય ત્યારે સ્થાયી સંતુલન (સ્થિતિ ઊર્જા $U = -\vec{m}_Q \cdot \vec{B}_P$ ન્યૂનતમ હોય) અને જ્યારે $\vec{m}_Q$ એ $\vec{B}_P$ ને પ્રતિ-સમાંતર હોય ત્યારે અસ્થાયી સંતુલન (સ્થિતિ ઊર્જા $U$ મહત્તમ હોય) મળે છે.
$(i)$ સ્થાયી સંતુલન: $PQ_3$ અને $PQ_6$.
$(ii)$ અસ્થાયી સંતુલન: $PQ_4$ અને $PQ_5$.
$(c)$ સ્થિતિ ઊર્જા $U = -\vec{m}_Q \cdot \vec{B}_P$. સૌથી ઓછી સ્થિતિ ઊર્જા તે ગોઠવણીમાં મળે છે જ્યાં $\vec{m}_Q$ અને $\vec{B}_P$ સમાંતર હોય અને $\vec{B}_P$ નું મૂલ્ય મહત્તમ હોય. અક્ષીય ક્ષેત્ર વિષુવરેખીય ક્ષેત્ર કરતા બમણું હોવાથી,$PQ_6$ (અક્ષ પર) સૌથી ઓછી સ્થિતિ ઊર્જા ધરાવે છે.

Explore More

Similar Questions

$0.4 \, J T^{-1}$ ની ચુંબકીય મોમેન્ટ ધરાવતા ટૂંકા ગજિયા ચુંબકને $0.16 \, T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે સ્થાયી સંતુલનમાં હોય ત્યારે તેની સ્થિતિ ઊર્જા ....... $J$ હોય છે.

$9 \text{ Am}^2$ ના ચુંબકીય મોમેન્ટ ધરાવતા બે ટૂંકા ગજિયા ચુંબક એવી રીતે મૂકવામાં આવ્યા છે કે એક $x = -3 \text{ cm}$ પર અને બીજો $y = -3 \text{ cm}$ પર છે. જો તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટ અનુક્રમે ધન અને ઋણ $X$-દિશામાં હોય, તો ઉગમબિંદુ પર પરિણામી ચુંબકીય ક્ષેત્ર કેટલું હશે ($\text{ T}$ માં)?

ચુંબકીય મોમેન્ટ $M$ ધરાવતા ચુંબકને ચુંબકીય મેરિડિયનથી $90^{\circ}$ ના ખૂણે ફેરવવા માટે કરવામાં આવતું કાર્ય,તેને $60^{\circ}$ ના ખૂણે ફેરવવા માટે કરવામાં આવતા કાર્ય કરતા $n$ ગણું છે. $n$ નું મૂલ્ય શોધો ($\cos 90^{\circ} = 0, \cos 60^{\circ} = 0.5$ આપેલ છે).

$M$ ચુંબકીય મોમેન્ટ અને $I$ જડત્વની ચાકમાત્રા ધરાવતા ગજિયા ચુંબકને મુક્ત રીતે લટકાવવામાં આવે છે જેથી તેની ચુંબકીય અક્ષ ચુંબકીય મેરિડિયન (યામ્યોત્તર) ની દિશામાં રહે. જો ચુંબકને ખૂબ જ નાના ખૂણે $\theta$ જેટલું સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે,તો કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે? (પૃથ્વીના સમક્ષિતિજ ચુંબકીય ક્ષેત્રનું પ્રેરણ $= B_H$)

એક નાનો ગજિયો ચુંબક જેની અક્ષ $0.06\, T$ ના બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે $30^{\circ}$ ના ખૂણે રાખેલ છે,તે $0.018\, Nm$ નું ટોર્ક અનુભવે છે. તેને તેની સ્થાયી સંતુલન સ્થિતિમાંથી અસ્થાયી સંતુલન સ્થિતિમાં ફેરવવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ કાર્ય કેટલું છે?

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