$\mathrm{SI/MKS}$ ઉપરાંત બીજી ઉપયોગી એકમ પદ્ધતિ છે. જેને $\mathrm{CGS}$ (સેમી ગ્રામ સેકન્ડ) પદ્ધતિ કહે છે. આ પદ્ધતિમાં કુલંબનો નિયમ $\vec F = \frac{{Qq}}{{{r^2}}} \cdot \hat r$ છે. જ્યાં અંતર $\mathrm{r}$ એ $cm\left( { = {{10}^{ - 2}}m} \right)$ માં માપેલ છે. બળ $\mathrm{F}$ એ ડાઇન $\left( { = {{10}^{ - 5}}N} \right)$ અને વિધુતભાર $\mathrm{esu}$ માં છે, જ્યાં $1$ $\mathrm{esu}$ વિધુતભાર $ = \frac{1}{{[3]}} \times {10^{ - 9}}C$ છે અને ${[3]}$ એ ખરેખર શુન્યાવકાશમાં પ્રકાશના વેગ પરથી આવેલ છે અને તેને સારી રીતે $c = 2.99792458 \times {10^8}m/s$ વડે આપેલો છે અને તેનું આશરે મૂલ્ય $c = 3 \times {10^8}m/s$ છે.
$(i)$ બતાવો કે કુલંબનો નિયમ $\mathrm{CGS}$ એકમ પદ્ધતિમાં $1$ $\mathrm{esu}$ વિધુતભાર $= 1$ (ડાઇન) $^{1/2}$ મળે છે. વિધુતભારના એકમના પરિમાણને દળ $\mathrm{M}$, લંબાઈ $\mathrm{L}$ અને સમય $\mathrm{T}$ ના પદમાં અને બતાવો કે તે $\mathrm{M}$ અને $\mathrm{L}$ ના આંશિક પાવરથી અપાય છે.
$(ii)$ $1$ $\mathrm{esu}$ વિધુતભાર $=xC$, જ્યાં $x$ એ પરિમાણરહિત સંખ્યા છે. બતાવો કે તે $\frac{1}{{4\pi { \in _0}}} = \frac{{{{10}^{ - 9}}}}{{{x^2}}}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}$ વડે અપાય છે. જ્યાં $x = \frac{1}{{[3]}} \times {10^{ - 9}}$ અને $\frac{1}{{4\pi { \in _0}}} = {[3]^2} \times {10^9}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}$ ખરેખર $\frac{1}{{4\pi { \in _0}}} = {\left( {2.99792458} \right)^2} \times {10^9}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}$.
$\mathrm{SI/MKS}$ ઉપરાંત બીજી ઉપયોગી એકમ પદ્ધતિ છે. જેને $\mathrm{CGS}$ (સેમી ગ્રામ સેકન્ડ) પદ્ધતિ કહે છે. આ પદ્ધતિમાં કુલંબનો નિયમ $\vec F = \frac{{Qq}}{{{r^2}}} \cdot \hat r$ છે. જ્યાં અંતર $\mathrm{r}$ એ $cm\left( { = {{10}^{ - 2}}m} \right)$ માં માપેલ છે. બળ $\mathrm{F}$ એ ડાઇન $\left( { = {{10}^{ - 5}}N} \right)$ અને વિધુતભાર $\mathrm{esu}$ માં છે, જ્યાં $1$ $\mathrm{esu}$ વિધુતભાર $ = \frac{1}{{[3]}} \times {10^{ - 9}}C$ છે અને ${[3]}$ એ ખરેખર શુન્યાવકાશમાં પ્રકાશના વેગ પરથી આવેલ છે અને તેને સારી રીતે $c = 2.99792458 \times {10^8}m/s$ વડે આપેલો છે અને તેનું આશરે મૂલ્ય $c = 3 \times {10^8}m/s$ છે.
$(i)$ બતાવો કે કુલંબનો નિયમ $\mathrm{CGS}$ એકમ પદ્ધતિમાં $1$ $\mathrm{esu}$ વિધુતભાર $= 1$ (ડાઇન) $^{1/2}$ મળે છે. વિધુતભારના એકમના પરિમાણને દળ $\mathrm{M}$, લંબાઈ $\mathrm{L}$ અને સમય $\mathrm{T}$ ના પદમાં અને બતાવો કે તે $\mathrm{M}$ અને $\mathrm{L}$ ના આંશિક પાવરથી અપાય છે.
$(ii)$ $1$ $\mathrm{esu}$ વિધુતભાર $=xC$, જ્યાં $x$ એ પરિમાણરહિત સંખ્યા છે. બતાવો કે તે $\frac{1}{{4\pi { \in _0}}} = \frac{{{{10}^{ - 9}}}}{{{x^2}}}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}$ વડે અપાય છે. જ્યાં $x = \frac{1}{{[3]}} \times {10^{ - 9}}$ અને $\frac{1}{{4\pi { \in _0}}} = {[3]^2} \times {10^9}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}$ ખરેખર $\frac{1}{{4\pi { \in _0}}} = {\left( {2.99792458} \right)^2} \times {10^9}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}$.
$(i)$ $F =\frac{ Q q}{r^{2}}$
$\therefore 1$ ડાઈન $=\frac1 esu$નું વિદ્યુતભાર$^{2}$/${(1 cm )^{2}}$
$\therefore 1 esu =(1 sl \delta f )^{1 / 2} \times lcm$
$= F ^{1 / 2} L$
$\therefore 1 esu$ નું પારિમાણિક સૂત્ર
$=\left[ M ^{1} L ^{1} T ^{-2}\right]^{1 / 2} \times\left[ L ^{1}\right]$
$=\left[ M ^{1 / 2} L ^{3 / 2} T ^{-1}\right]$
તેથી $esu$ વિદ્યુતભારનું પારિમાણિકમાં $M$ નો $\frac{1}{2}$ અને L નો $\frac{3}{2}$ ધાત આવે છે. જે અપૂર્ણાક છે.
$(ii)$ ધારોકે $1 esu$ વિદ્યુતભાર $=x C$ જ્યાં $x$ ओ પરિમાધા રહિત સંખ્યા છે. $1 esu$ મૂલ્યના બે વિદ્યુતભારોને $1 cm$ અંતરે અલગ રાખતાં તેમનાં વચ્ચે લાગતું કુલંબ બળ $10^{-5} N$ છે. આ મૂલ્ય $x C$ મૂલ્યના બે વિદ્યુતભારોને $10^{-2} m$ અંતરે અલગ રાખતાં તેમની વચ્ચે લાગતાં બળ જેટલું છે.
$\therefore F =\frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{x^{2}}{\left(10^{-2}\right)^{2}}$
$\therefore 10^{-5} N =\frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{x^{2}}{\left(10^{-2}\right)^{2}}$
$\therefore 1$ ડાઈન $=\frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} \cdot \frac{x^{2}}{\left(10^{-2}\right)^{2}}$
Similar Questions
અવગણ્ય કદ ધરાવતાં બે એક સરખા વીજભારિત ગોળાઓ અનુક્રમે $2.1\, nC$ અને $-0.1\, nC$ વીજભાર ધરાવે છે. બંનેને એકબીજાનાં સંપર્કમાં લાવી $0.5$ મીટર અંતર માટે જુદા પાડવામાં આવે છે. બંને ગોળાઓ વચ્ચે ઉદ્દભવતું સ્થિત વિદ્યુત બળ $.......... \, \times 10^{-9} \,N$ છે. [ $4 \pi \varepsilon_{0}=\frac{1}{9 \times 10^{9}} SI$ એકમ આપેલ છે. ]
અવગણ્ય કદ ધરાવતાં બે એક સરખા વીજભારિત ગોળાઓ અનુક્રમે $2.1\, nC$ અને $-0.1\, nC$ વીજભાર ધરાવે છે. બંનેને એકબીજાનાં સંપર્કમાં લાવી $0.5$ મીટર અંતર માટે જુદા પાડવામાં આવે છે. બંને ગોળાઓ વચ્ચે ઉદ્દભવતું સ્થિત વિદ્યુત બળ $.......... \, \times 10^{-9} \,N$ છે. [ $4 \pi \varepsilon_{0}=\frac{1}{9 \times 10^{9}} SI$ એકમ આપેલ છે. ]
- [JEE MAIN 2021]
$10 \,g$ દળ અને $2.0 \times 10^{-7} \;C$ વિધુતભાર ધરાવતા બે એક સમાન વિદ્યુતભારીત કણોને એકબીજા વચ્ચે $L$ અંતર રહે તે રીતે એક સમક્ષિતિજ ટેબલ ઉપર એવી રીતે મૂકવામાં આવ્યા છે કે જેથી તેઓ.....સંતુલનમાં રહે. જો બંને કણો વચ્ચે અને ટેબલ વચ્ચે ધર્ષણાંક $0.25$ હોય, તો $L$ નું મૂલ્ય......થશે [ $g =10 \;ms ^{-2}$ લો.]
$10 \,g$ દળ અને $2.0 \times 10^{-7} \;C$ વિધુતભાર ધરાવતા બે એક સમાન વિદ્યુતભારીત કણોને એકબીજા વચ્ચે $L$ અંતર રહે તે રીતે એક સમક્ષિતિજ ટેબલ ઉપર એવી રીતે મૂકવામાં આવ્યા છે કે જેથી તેઓ.....સંતુલનમાં રહે. જો બંને કણો વચ્ચે અને ટેબલ વચ્ચે ધર્ષણાંક $0.25$ હોય, તો $L$ નું મૂલ્ય......થશે [ $g =10 \;ms ^{-2}$ લો.]
- [JEE MAIN 2022]
$q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે ધન આયનો વચ્ચેનું અંતર $d $ છે. જો તેમની વચ્ચેનું અપાકર્ષણ બળ $F $ હોય, તો દરેક આયન પર ખૂટતાં ઇલેકટ્રોનની સંખ્યા કેટલી હશે? ($e$ ઇલેક્ટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર છે)
$q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે ધન આયનો વચ્ચેનું અંતર $d $ છે. જો તેમની વચ્ચેનું અપાકર્ષણ બળ $F $ હોય, તો દરેક આયન પર ખૂટતાં ઇલેકટ્રોનની સંખ્યા કેટલી હશે? ($e$ ઇલેક્ટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર છે)
- [AIPMT 2010]
બે $+9\ e$ અને $+e$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા કણો એકબીજાથી $16\, cm$ દૂર આવેલ છે ત્રીજો વિદ્યુતભાર $q$ તેમની વચ્ચે કયાં મુકવો જોઇએ કે જેથી તંત્ર સમતુલનમાં રહે ?
બે $+9\ e$ અને $+e$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા કણો એકબીજાથી $16\, cm$ દૂર આવેલ છે ત્રીજો વિદ્યુતભાર $q$ તેમની વચ્ચે કયાં મુકવો જોઇએ કે જેથી તંત્ર સમતુલનમાં રહે ?
સમાન વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે સમાન ગોળાઓને એક આધારબિંદુથી સરખી લંબાઈની દોરી વડે લટકાવેલ છે. ત્યારે બે દોરી વચ્ચેનો કોણ $30^o$ છે. જ્યારે $0.8\, g\, cm^{-3}$ ઘનતાના પ્રવાહીમાં ડૂબાડવામાં આવે ત્યારે બે દોરી વચ્ચેનો કોણ ગોળાઓ હવામાં હતા તયારે જેટલો હતો તેટલો જ રહે છે. જો ગોળાઓના દ્રવ્યની ઘનતા $1.6 \,g \,cm^{-3}$ હોય તો પ્રવાહીનો ડાઈઈલેક્ટ્રિક અચળાંક ........ છે.
સમાન વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે સમાન ગોળાઓને એક આધારબિંદુથી સરખી લંબાઈની દોરી વડે લટકાવેલ છે. ત્યારે બે દોરી વચ્ચેનો કોણ $30^o$ છે. જ્યારે $0.8\, g\, cm^{-3}$ ઘનતાના પ્રવાહીમાં ડૂબાડવામાં આવે ત્યારે બે દોરી વચ્ચેનો કોણ ગોળાઓ હવામાં હતા તયારે જેટલો હતો તેટલો જ રહે છે. જો ગોળાઓના દ્રવ્યની ઘનતા $1.6 \,g \,cm^{-3}$ હોય તો પ્રવાહીનો ડાઈઈલેક્ટ્રિક અચળાંક ........ છે.
- [AIEEE 2010]