બે $-q$ વિદ્યુતભારો એકબીજાથી $2d$ અંતરે સ્થિર છે. મધ્યબિંદુ પર મૂકવામાં આવેલ $m$ દળ ધરાવતા ત્રીજા વિદ્યુતભાર $q$ ને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બે સ્થિર વિદ્યુતભારોને જોડતી રેખાને લંબ દિશામાં $x$ $(x \ll d)$ જેટલું થોડું સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. સાબિત કરો કે વિદ્યુતભાર $q$ એ $T = \left[\frac{8 \pi^{3} \epsilon_{0} m d^{3}}{q^{2}}\right]^{1 / 2}$ આવર્તકાળ સાથે સરળ આવર્ત ગતિ કરશે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે $A$ અને $B$ પરના વિદ્યુતભારો $-q$ છે અને $O$ એ $AB$ નું મધ્યબિંદુ છે. વિદ્યુતભાર $q$ એ બિંદુ $P$ પર છે જેથી $PO = x$ થાય.
દરેક સ્થિર વિદ્યુતભારથી $P$ સુધીનું અંતર $r = \sqrt{d^2 + x^2}$ છે.
દરેક $-q$ વિદ્યુતભાર દ્વારા $q$ પર લાગતું સ્થિત વિદ્યુત બળ $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q^2}{r^2}$ છે.
$PO$ ને લંબ બળના ઘટકો એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,જ્યારે $PO$ ની દિશામાંના ઘટકોનો સરવાળો થાય છે:
$F_{net} = 2F \cos \theta = 2 \left( \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q^2}{r^2} \right) \frac{x}{r} = \frac{2q^2 x}{4\pi\epsilon_0 (d^2 + x^2)^{3/2}}$.
$x \ll d$ હોવાથી,આપણે $(d^2 + x^2)^{3/2} \approx (d^2)^{3/2} = d^3$ લઈ શકીએ.
તેથી,$F_{net} = \frac{2q^2 x}{4\pi\epsilon_0 d^3} = \frac{q^2}{2\pi\epsilon_0 d^3} x$.
બળ સંતુલન સ્થિતિ $O$ તરફ લાગે છે અને સ્થાનાંતર $x$ ના સમપ્રમાણમાં હોવાથી,ગતિ સરળ આવર્ત ગતિ છે,જ્યાં પુનઃસ્થાપક બળ $F = -kx_{eff}$ અને $k = \frac{q^2}{2\pi\epsilon_0 d^3}$ છે.
આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} = 2\pi \sqrt{\frac{m \cdot 2\pi\epsilon_0 d^3}{q^2}} = \sqrt{\frac{4\pi^2 \cdot 2\pi\epsilon_0 m d^3}{q^2}} = \left[\frac{8\pi^3 \epsilon_0 m d^3}{q^2}\right]^{1/2}$ છે.

Explore More

Similar Questions

એક ઇલેક્ટ્રોન વિદ્યુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરી રહ્યો છે. તે કોની પાસેથી ઉર્જા મેળવશે?

$10^{-3} \ kg$ દળ અને $1.0 \ C$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક કણ શરૂઆતમાં સ્થિર છે. $t = 0$ સમયે,કણ $\vec{E}(t) = E_0 \sin(\omega t) \hat{i}$ વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ આવે છે,જ્યાં $E_0 = 1.0 \ N \ C^{-1}$ અને $\omega = 10^3 \ rad \ s^{-1}$ છે. કણ પર માત્ર વિદ્યુત બળની અસર ધ્યાનમાં લો. તો ત્યારબાદના સમયમાં કણ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવતી મહત્તમ ઝડપ ($m \ s^{-1}$ માં) કેટલી હશે?

$m$ દળ અને $q$ વીજભાર ધરાવતો એક કણ સમાન વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ માં સ્થિર સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવે છે અને પછી મુક્ત કરવામાં આવે છે. $y$ જેટલું અંતર કાપ્યા પછી કણ દ્વારા પ્રાપ્ત ગતિઊર્જા કેટલી હશે?

$m$ દળ અને $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક કણ $\ell$ લંબાઈની દળરહિત દોરીના એક છેડા $A$ સાથે બાંધેલો છે,જેનો બીજો છેડો $O$ બિંદુ પર જડિત છે. આ આખી સિસ્ટમ ઘર્ષણરહિત સમક્ષિતિજ સપાટી પર મૂકવામાં આવી છે અને શરૂઆતમાં સ્થિર છે. જો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $x$-દિશામાં સમાન વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ લાગુ કરવામાં આવે,તો જ્યારે કણ $x$-અક્ષને ઓળંગે ત્યારે તેની ઝડપ કેટલી હશે?

$m$ દળ અને $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક ઇલેક્ટ્રોન $E$ તીવ્રતા ધરાવતા સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં સ્થિર સ્થિતિમાંથી પ્રવેગિત થાય છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન $L$ જેટલું અંતર કાપે ત્યારે તેણે પ્રાપ્ત કરેલો વેગ કેટલો હશે?

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