સાબિત કરો કે રેખીય $SHM$ માં રહેલા કણ માટે,દોલનનો એક આવર્તકાળ દરમિયાન સરેરાશ ગતિઊર્જા તે જ સમયગાળા દરમિયાન સરેરાશ સ્થિતિઊર્જા જેટલી હોય છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) $SHM$ કરતા કણનું સ્થાનાંતર $x = A \sin \omega t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $A$ કંપવિસ્તાર છે અને $\omega$ કોણીય આવૃત્તિ છે.
કણનો વેગ $v = \frac{dx}{dt} = A \omega \cos \omega t$ છે.
ગતિઊર્જા $E_k = \frac{1}{2} M v^2 = \frac{1}{2} M A^2 \omega^2 \cos^2 \omega t$ છે.
સ્થિતિઊર્જા $E_p = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} M \omega^2 A^2 \sin^2 \omega t$ છે.
$T$ આવર્તકાળ પર સરેરાશ ગતિઊર્જા $\langle E_k \rangle = \frac{1}{T} \int_0^T E_k dt = \frac{1}{T} \int_0^T \frac{1}{2} M A^2 \omega^2 \cos^2 \omega t dt$ છે.
$\cos^2 \omega t = \frac{1 + \cos 2 \omega t}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\langle E_k \rangle = \frac{M A^2 \omega^2}{2T} \int_0^T \frac{1 + \cos 2 \omega t}{2} dt = \frac{M A^2 \omega^2}{4T} [t + \frac{\sin 2 \omega t}{2 \omega}]_0^T = \frac{1}{4} M A^2 \omega^2 \dots (i)$ મળે છે.
$T$ આવર્તકાળ પર સરેરાશ સ્થિતિઊર્જા $\langle E_p \rangle = \frac{1}{T} \int_0^T E_p dt = \frac{1}{T} \int_0^T \frac{1}{2} M \omega^2 A^2 \sin^2 \omega t dt$ છે.
$\sin^2 \omega t = \frac{1 - \cos 2 \omega t}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\langle E_p \rangle = \frac{M \omega^2 A^2}{2T} \int_0^T \frac{1 - \cos 2 \omega t}{2} dt = \frac{M \omega^2 A^2}{4T} [t - \frac{\sin 2 \omega t}{2 \omega}]_0^T = \frac{1}{4} M A^2 \omega^2 \dots (ii)$ મળે છે.
$(i)$ અને $(ii)$ ની સરખામણી કરતા,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $\langle E_k \rangle = \langle E_p \rangle$.

Explore More

Similar Questions

એક કણ સરળ આવર્ત ગતિ $(SHM)$ કરી રહ્યો છે. જ્યારે તેનું સ્થાનાંતર તેના કંપવિસ્તાર કરતાં અડધું હોય ત્યારે કણની સ્થિતિ ઊર્જા અને ગતિ ઊર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો થશે?

એક બ્લોક સ્પ્રિંગના છેડે સરળ આવર્ત ગતિ $(S.H.M)$ કરે છે,જેનું સ્થાન $x = 5 \cos \left(\omega t + \frac{\pi}{4}\right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જો કુલ યાંત્રિક ઉર્જા $100 \ J$ હોય,તો $t = 0$ સમયે સ્થિતિ ઉર્જા કેટલી હશે ($J$ માં)?

$2 \times 10^6 \, N/m$ જેટલો બળ અચળાંક અને $0.01 \, m$ કંપવિસ્તાર ધરાવતા એક રેખીય હાર્મોનિક ઓસિલેટરની કુલ યાંત્રિક ઊર્જા $160 \, J$ છે. તો તેનું

એક કણ $90 \,J$ ની કંપન ઉર્જા અને $6 \,cm$ કંપવિસ્તાર સાથે $S.H.M.$ કરી રહ્યો છે. જ્યારે કણ સરેરાશ સ્થાનથી $4 \,cm$ અંતરે પહોંચે છે,ત્યારે તેને ક્ષણભર માટે અટકાવીને પછી મુક્ત કરવામાં આવે છે. કંપનની નવી ઉર્જા ........... $J$ હશે.

સમાન દળ ધરાવતા બે સ્વતંત્ર હાર્મોનિક ઓસિલેટર ઉદગમબિંદુની આસપાસ કોણીય આવૃત્તિઓ $\omega_1$ અને $\omega_2$ સાથે દોલન કરે છે અને તેમની કુલ ઊર્જા અનુક્રમે $E_1$ અને $E_2$ છે. તેમના વેગમાન $p$ ના સ્થાન $x$ સાથેના ફેરફારો આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. જો $\frac{a}{b}= n^2$ અને $\frac{a}{R}= n$ હોય,તો સાચું સમીકરણ (સમીકરણો) કયું (કયા) છે:
$(A) E_1 \omega_1 = E_2 \omega_2$
$(B) \frac{\omega_2}{\omega_1} = n^2$
$(C) \omega_1 \omega_2 = n^2$
$(D) \frac{E_1}{\omega_1} = \frac{E_2}{\omega_2}$

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