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

આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $a$ અને લંબાઈ $l$ ધરાવતા પાતળા તારની એક રીંગને $\sigma$ પૃષ્ઠતાણ ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડુબાડીને બહાર કાઢવામાં આવે છે જેથી રીંગમાં પ્રવાહીનું એક પડ બને છે. જો તારના દ્રવ્યનો યંગ મોડ્યુલસ $Y$ હોય,તો રીંગમાં ઉદ્ભવતી રેખીય વિકૃતિ કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

$R$ ત્રિજ્યાનું લાકડાનું પૈડું બે અર્ધવર્તુળાકાર ભાગોનું બનેલું છે. આ બે ભાગોને $S$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ અને $L$ લંબાઈ ધરાવતી ધાતુની રીંગ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવ્યા છે. $L$ એ $2\pi R$ કરતા સહેજ ઓછું છે. રીંગને પૈડા પર બેસાડવા માટે તેને $\Delta T$ તાપમાન સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. જો ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha$ અને યંગ મોડ્યુલસ $Y$ હોય,તો પૈડાના એક ભાગ દ્વારા બીજા ભાગ પર લાગતું બળ કેટલું હશે?

Difficult
View Solution

$R$ ત્રિજ્યાનું એક લાકડાનું પૈડું બે અર્ધવર્તુળાકાર ભાગોનું બનેલું છે (આકૃતિ જુઓ). આ બે ભાગોને $S$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ અને $L$ લંબાઈ ધરાવતી ધાતુની પટ્ટીની બનેલી રીંગ દ્વારા સાથે રાખવામાં આવે છે. $L$ એ $2\pi R$ કરતા થોડું ઓછું છે. રીંગને પૈડા પર બેસાડવા માટે,તેને ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી તેનું તાપમાન $\Delta T$ જેટલું વધે અને તે પૈડા પર બરાબર આવી જાય. જેમ તે આસપાસના તાપમાને ઠંડું પડે છે,તેમ તે અર્ધવર્તુળાકાર ભાગોને એકબીજા સાથે દબાવે છે. જો ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha$ હોય અને તેનો યંગ મોડ્યુલસ $Y$ હોય,તો પૈડાનો એક ભાગ બીજા ભાગ પર કેટલું બળ લગાડે છે?

$1 \,m$ લંબાઈના સ્ટીલના તારની મહત્તમ લંબાઈમાં વધારો કેટલો હશે જો સ્ટીલની સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદા અને તેનો યંગ મોડ્યુલસ અનુક્રમે $8 \times 10^8 \,N \,m^{-2}$ અને $2 \times 10^{11} \,N \,m^{-2}$ હોય ($\,mm$ માં)?

દોરીમાં તરંગના પ્રસરણ માટે સ્થિતિસ્થાપકતાનો કયો અચળાંક જવાબદાર 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