પ્રકૃતિમાં,માળખાકીય સભ્યોની નિષ્ફળતા સામાન્ય રીતે તણાવ અથવા સંકોચન વિકૃતિને બદલે વળવા અથવા વાળવાને કારણે મોટા ટોર્કને પરિણામે થાય છે. માળખાકીય ભંગાણની આ પ્રક્રિયાને બકલિંગ કહેવામાં આવે છે. વૃક્ષો જેવી ઊંચી નળાકાર રચનાઓના કિસ્સામાં,ટોર્ક તેના પોતાના વજનને કારણે રચનાને વાળવાથી થાય છે,જેથી ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી ઊભી રેખા આધારની અંદર પડતી નથી. વૃક્ષની મધ્ય અક્ષની આસપાસ આ વાળવાને કારણે ઉદ્ભવતો સ્થિતિસ્થાપક ટોર્ક $\frac{Y\pi r^4}{4R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $Y$ એ યંગ મોડ્યુલસ છે,$r$ એ થડની ત્રિજ્યા છે અને $R$ એ ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રને સમાવતી વૃક્ષની ઊંચાઈ સાથે વળેલ સપાટીની વક્રતા ત્રિજ્યા છે. થડની આપેલી ત્રિજ્યા માટે વૃક્ષની નિર્ણાયક ઊંચાઈનો અંદાજ લગાવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ત્રિજ્યા $r$ ના થડ પર બેન્ડિંગ ટોર્ક $\tau = \frac{Y \pi r^4}{4R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $R$ એ વક્રતા ત્રિજ્યા છે.
જ્યારે થડ વળે છે,ત્યારે તેના પોતાના વજન $W$ ને કારણે ટોર્ક $\tau = Wd$ છે,જ્યાં $d$ એ આધારમાંથી પસાર થતી ઊભી અક્ષથી ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રનું આડું સ્થાનાંતર છે.
ટોર્કને સરખાવતા: $Wd = \frac{Y \pi r^4}{4R}$.
ધારો કે વૃક્ષની ઊંચાઈ $h$ છે,તેનું ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર $h/2$ ઊંચાઈ પર છે. વળેલા વૃક્ષની ભૂમિતિ પરથી,વક્રતાના કેન્દ્ર દ્વારા રચાયેલા ત્રિકોણમાં પાયથાગોરસના પ્રમેયનો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $R^2 = (R-d)^2 + (h/2)^2$.
આનું વિસ્તરણ કરતા: $R^2 = R^2 - 2Rd + d^2 + h^2/4$. કારણ કે $d$ ખૂબ નાનું છે,$d^2 \approx 0$,તેથી $2Rd \approx h^2/4$,જે $d = h^2 / (8R)$ આપે છે.
ધારો કે $\rho$ એ ઘનતા છે અને $g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ છે. વજન $W = \text{Volume} \times \rho g = (\pi r^2 h) \rho g$.
$W$ અને $d$ ને ટોર્ક સમીકરણમાં મૂકતા: $(\pi r^2 h \rho g) \times (h^2 / 8R) = (Y \pi r^4) / (4R)$.
સમીકરણનું સરળીકરણ કરતા: $(\rho g h^3) / 8 = (Y r^2) / 4$.
$h$ માટે ઉકેલતા: $h^3 = (2 Y r^2) / (\rho g)$,તેથી નિર્ણાયક ઊંચાઈ $h = \left( \frac{2 Y r^2}{\rho g} \right)^{1/3}$.

Explore More

Similar Questions

બે અલગ-અલગ તાર $A$ અને $B$ ને જ્યારે $2 \, N$ ના બળ હેઠળ ખેંચવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ અનુક્રમે $2 \, mm$ અને $4 \, mm$ ખેંચાય છે. ધારો કે બંને તાર સમાન દ્રવ્યના બનેલા છે અને તાર $B$ ની ત્રિજ્યા તાર $A$ ની ત્રિજ્યા કરતા $4$ ગણી છે. તાર $A$ અને $B$ ની લંબાઈનો ગુણોત્તર $a : b$ છે. તો $a / b$ ને $1 / x$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે,જ્યાં $x$ શું છે?

બે વ્યક્તિઓ એક તારને પોતાની તરફ ખેંચે છે. દરેક વ્યક્તિ તાર પર $200 \, N$ નું બળ લગાડે છે. તારના દ્રવ્યનો યંગ મોડ્યુલસ $1 \times 10^{11} \, N \, m^{-2}$ છે. તારની મૂળ લંબાઈ $2 \, m$ છે અને આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $2 \, cm^2$ છે. તારની લંબાઈમાં થતો વધારો $...... \, \mu m$ હશે.

$L$ લંબાઈ અને $A$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા ધાતુના સળિયાને $T^{\circ} C$ તાપમાન સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. સળિયાને લંબાઈમાં વિસ્તરણ પામતો અટકાવવા માટે જરૂરી બળ કેટલું હશે? ($Y=$ સળિયાના દ્રવ્યનો યંગ મોડ્યુલસ,$\alpha=$ સળિયાનો રેખીય પ્રસરણાંક.)

એક ધાતુની દોરી $A$ ને એક દ્રઢ આધાર પરથી લટકાવવામાં આવી છે અને તેનો મુક્ત છેડો $M$ દળના બ્લોક સાથે જોડાયેલ છે. $2M$ દળ ધરાવતો બીજો બ્લોક દોરી $B$ નો ઉપયોગ કરીને પ્રથમ બ્લોકના તળિયે લટકાવવામાં આવ્યો છે. દોરી $A$ અને $B$ ના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ સમાન છે. દોરી $A$ અને $B$ ની લંબાઈનો ગુણોત્તર $2$ છે અને તેમના યંગ મોડ્યુલસનો ગુણોત્તર $(Y_A/Y_B) = 0.5$ છે. $A$ અને $B$ માં થતા વિસ્તરણનો ગુણોત્તર . . . . . . છે.

એક ધાતુના તારનો એક છેડો છત સાથે જોડાયેલ છે અને બીજા છેડે $2 \ kg$ નો ભાર લટકાવેલ છે. આ ભારના નીચેના ભાગે એક સમાન તાર જોડવામાં આવે છે અને આ નીચેના તારથી $1 \ kg$ નો બીજો ભાર લટકાવેલ છે. તો ઉપરના તારની રેખીય વિકૃતિ અને નીચેના તારની રેખીય વિકૃતિનો ગુણોત્તર . . . . . . થશે.
[તારના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $= 0.005 \ cm^2$,$Y = 2 \times 10^{11} \ Nm^{-2}$ અને $g = 10 \ ms^{-2}$]

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