Gujarati

SHM of Simple Pendulum Questions in Gujarati

Class 11 Physics · Oscillations · SHM of Simple Pendulum

331+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 47 of 331 questions in Gujarati

1
MediumMCQ
એક સાદું લોલક શિરોલંબ સમતલમાં દોલન કરે છે. જ્યારે તે મધ્યમાન સ્થિતિમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે દોરીમાં તણાવ લોલકના ગોળાના વજન કરતાં $3$ ગણું હોય છે. શિરોલંબ સાથે લોલકની દોરીનું મહત્તમ સ્થાનાંતર (ખૂણો) કેટલું હશે?
A
$30$
B
$45$
C
$60$
D
$90$

Solution

(D) મધ્યમાન સ્થિતિ પર,તણાવ $T$ એ $T = mg + \frac{mv^2}{l}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $l$ એ દોરીની લંબાઈ છે.
આપેલ છે કે $T = 3mg$,તેથી $mg + \frac{mv^2}{l} = 3mg$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $\frac{mv^2}{l} = 2mg$ મળે,એટલે કે $v^2 = 2gl$.
ધારો કે $\theta$ એ શિરોલંબ સાથેનું મહત્તમ કોણીય સ્થાનાંતર છે. ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,મધ્યમાન સ્થિતિ પરની ગતિ ઉર્જા એ મહત્તમ સ્થાનાંતર પરની સ્થિતિ ઉર્જા જેટલી હોવી જોઈએ: $\frac{1}{2}mv^2 = mgl(1 - \cos \theta)$.
$v^2 = 2gl$ મૂકતા,આપણને $\frac{1}{2}m(2gl) = mgl(1 - \cos \theta)$ મળે છે.
આનું સાદું રૂપ $mgl = mgl(1 - \cos \theta)$ થાય છે,જેનો અર્થ છે કે $1 = 1 - \cos \theta$,તેથી $\cos \theta = 0$.
આમ,$\theta = 90^\circ$.
2
MediumMCQ
એક સાદું લોલક અવમંદન વગર દોલનો કરે છે. જ્યારે ગોળાનું સ્થાનાંતર મહત્તમ કરતાં ઓછું હોય,ત્યારે તેનો પ્રવેગ સદિશ $\vec a$ નીચેનામાંથી કયામાં યોગ્ય રીતે દર્શાવેલ છે?
A
Option A
B
Option B
C
Option C
D
Option D

Solution

(C) સાદા લોલકના ગોળાના ગતિ દરમિયાન પ્રવેગના બે ઘટકો હોય છે:
$1$. કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $(a_c)$: દોરીની દિશામાં નિલંબન બિંદુ તરફ.
$2$. સ્પર્શકીય પ્રવેગ $(a_t)$: ગોળાના વર્તુળાકાર માર્ગના સ્પર્શકની દિશામાં.
કુલ પ્રવેગ $\vec a$ એ આ બે ઘટકોનો સદિશ સરવાળો છે: $\vec a = \vec a_c + \vec a_t$.
ગોળો વર્તુળાકાર ચાપમાં ગતિ કરતો હોવાથી,પરિણામી પ્રવેગ સદિશ $\vec a$ એ ચાપની અંદરની તરફ,ખાસ કરીને દોરી અને સ્પર્શકની વચ્ચે નિર્દેશિત હોવો જોઈએ,જે વિકલ્પ $(C)$ માં દર્શાવેલ છે.
Solution diagram
3
MediumMCQ
સ્થિર લિફ્ટની અંદર માપવામાં આવતા સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો લિફ્ટ $g/3$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે,તો નવો આવર્તકાળ કેટલો હશે?
A
$T\sqrt{3}$
B
$\frac{\sqrt{3}}{2}T$
C
$T/\sqrt{3}$
D
$T/3$

Solution

(B) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય,ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g$ હોય છે.
જ્યારે લિફ્ટ $a = g/3$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g' = g + a = g + g/3 = 4g/3$ થાય છે.
નવો આવર્તકાળ $T'$ એ $T' = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g'}} = 2\pi \sqrt{\frac{l}{4g/3}} = 2\pi \sqrt{\frac{3l}{4g}}$ દ્વારા મળે છે.
આને $T' = \frac{\sqrt{3}}{2} \times (2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}) = \frac{\sqrt{3}}{2}T$ તરીકે લખી શકાય છે.
4
EasyMCQ
એક સેકન્ડ લોલકને રોકેટમાં ગોઠવવામાં આવ્યું છે. જ્યારે રોકેટ નીચેનામાંથી કઈ સ્થિતિમાં હોય ત્યારે તેના દોલનનો આવર્તકાળ ઘટે છે?
A
સમાન પ્રવેગ સાથે નીચે આવે છે
B
ભૂસ્થિર કક્ષામાં પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે
C
સમાન વેગ સાથે ઉપર જાય છે
D
સમાન પ્રવેગ સાથે ઉપર જાય છે

Solution

(D) સરળ લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $g_{eff}$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ છે.
આવર્તકાળ $T$ ઘટવા માટે,અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff}$ વધવો જોઈએ.
જ્યારે રોકેટ $a$ જેટલા સમાન પ્રવેગ સાથે ઉપર જાય છે,ત્યારે લોલક દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + a$ થાય છે.
કારણ કે $g + a > g$,અસરકારક ગુરુત્વાકર્ષણ વધે છે,જેના પરિણામે આવર્તકાળ $T$ માં ઘટાડો થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
5
MediumMCQ
એક માણસ સ્થિર લિફ્ટમાં લોલકનો સમયગાળો $(T)$ માપે છે. જો લિફ્ટ $\frac{g}{4}$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે,તો નવો સમયગાળો કેટલો હશે?
A
$\frac{2T}{\sqrt{5}}$
B
$\frac{\sqrt{5}T}{2}$
C
$\frac{\sqrt{5}}{2T}$
D
$\frac{2}{\sqrt{5}T}$

Solution

(A) સાદા લોલકનો સમયગાળો $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે લિફ્ટ $a = \frac{g}{4}$ પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g' = g + a = g + \frac{g}{4} = \frac{5g}{4}$ થાય છે.
નવો સમયગાળો $T'$ એ $T' = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g'}} = 2\pi \sqrt{\frac{l}{5g/4}} = 2\pi \sqrt{\frac{4l}{5g}}$ છે.
$T'$ ની $T$ સાથે સરખામણી કરતા,આપણને $\frac{T'}{T} = \sqrt{\frac{g}{g'}} = \sqrt{\frac{g}{5g/4}} = \sqrt{\frac{4}{5}} = \frac{2}{\sqrt{5}}$ મળે છે.
તેથી,$T' = \frac{2T}{\sqrt{5}}$.
6
EasyMCQ
એક સાદું લોલક લિફ્ટની છત પરથી લટકે છે. જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય ત્યારે લોલકનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો પરિણામી પ્રવેગ $g/4$ થાય,તો લોલકનો નવો આવર્તકાળ કેટલો થશે ($, T$ માં)?
A
$0.8$
B
$0.25$
C
$2$
D
$4$

Solution

(C) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $l$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g_{eff}$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ છે.
જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય,ત્યારે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g$ હોય છે. તેથી,$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$.
જ્યારે પરિણામી પ્રવેગ $g' = g/4$ થાય,ત્યારે નવો આવર્તકાળ $T'$ નીચે મુજબ મળે:
$T' = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g/4}}$
$T' = 2\pi \sqrt{\frac{4l}{g}}$
$T' = 2 \times (2\pi \sqrt{\frac{l}{g}})$
$T' = 2T$.
7
EasyMCQ
જો સાદા લોલકનો ગોળો $10 \, cm$ ની ઊભી ઊંચાઈ સુધી ઉપર જઈ શકતો હોય,તો તેની મધ્યમાન સ્થિતિએ તેનો વેગ કેટલો હશે ......... $m/s$? ($g = 9.8 \, m/s^2$ લો)
Question diagram
A
$0.6$
B
$1.4$
C
$1.8$
D
$2.2$

Solution

(B) ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,મધ્યમાન સ્થિતિએ ગતિ ઉર્જા એ અંતિમ સ્થિતિએ સ્થિતિ ઉર્જા જેટલી હોય છે.
$1/2 mv^2 = mgh$
$v = \sqrt{2gh}$
અહીં,$h = 10 \, cm = 0.1 \, m$ અને $g = 9.8 \, m/s^2$ આપેલ છે.
$v = \sqrt{2 \times 9.8 \times 0.1} = \sqrt{1.96} = 1.4 \, m/s$.
8
EasyMCQ
મુક્ત રીતે ગતિ કરતા કૃત્રિમ ઉપગ્રહ પર સાદા લોલકનો આવર્તકાળ કેટલો હોય છે?
A
$Zero$
B
$2 \, s$
C
$3 \, s$
D
અનંત

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પૃથ્વીની આસપાસ ભ્રમણ કરતા કૃત્રિમ ઉપગ્રહમાં,ઉપગ્રહ અને તેની અંદરની દરેક વસ્તુ ભારહીનતાની સ્થિતિમાં હોય છે,જેનો અર્થ છે કે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = 0$ છે.
સૂત્રમાં $g_{eff} = 0$ મૂકતા,આપણને $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{0}} = \infty$ મળે છે.
તેથી,મુક્ત રીતે ગતિ કરતા કૃત્રિમ ઉપગ્રહ પર સાદા લોલકનો આવર્તકાળ અનંત હોય છે.
9
EasyMCQ
સમય શોધવા માટે,પૃથ્વીના ઉપગ્રહમાં ભ્રમણ કરતા અવકાશયાત્રીએ શું વાપરવું જોઈએ?
A
લોલક ઘડિયાળ
B
મુખ્ય સ્પ્રિંગ ધરાવતી ઘડિયાળ
C
લોલક ઘડિયાળ અથવા સ્પ્રિંગ ઘડિયાળ
D
લોલક ઘડિયાળ કે સ્પ્રિંગ ઘડિયાળ બંનેમાંથી કોઈ પણ નહીં

Solution

(B) લોલક ઘડિયાળનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{l/g}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. ભ્રમણ કરતા ઉપગ્રહમાં,અવકાશયાત્રી ભારહીનતા અનુભવે છે,જેનો અર્થ છે કે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g$ નું મૂલ્ય $0$ છે. જેમ $g \to 0$ થાય,તેમ $T \to \infty$ થાય છે,તેથી લોલક ઘડિયાળ કામ કરશે નહીં.
જોકે,મુખ્ય સ્પ્રિંગનો ઉપયોગ કરતી ઘડિયાળ સ્પ્રિંગના સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મો અને બેલેન્સ વ્હીલના દોલનો પર આધાર રાખે છે,જે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રથી સ્વતંત્ર છે. તેથી,તે ઉપગ્રહમાં યોગ્ય રીતે કાર્ય કરશે.
10
MediumMCQ
એક લોલક ઘડિયાળ $0^{\circ}C$ તાપમાને સાચો સમય આપે છે. જો તેનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha /^{\circ}C$ હોય,તો તાપમાનમાં $t^{\circ}C$ નો વધારો થવાથી ઘડિયાળ દ્વારા પ્રતિ દિવસ થતો સમયનો વ્યય (સેકન્ડમાં) કેટલો હશે?
A
$\frac{\frac{1}{2}\alpha t \times 864000}{1 - \frac{\alpha t}{2}}$
B
$\frac{1}{2}\alpha t \times 86400$
C
$\frac{\frac{1}{2}\alpha t \times 86400}{(1 - \frac{\alpha t}{2})^2}$
D
$\frac{\frac{1}{2}\alpha t \times 86400}{1 + \frac{\alpha t}{2}}$

Solution

(B) લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
વિકલન લેતા,આવર્તકાળમાં થતો આંશિક ફેરફાર $\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \frac{\Delta L}{L} = \frac{1}{2} \alpha \Delta \theta$ થાય છે.
અહીં $\Delta \theta = t$ આપેલ છે,તેથી આંશિક ફેરફાર $\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \alpha t$ છે.
એક દિવસમાં કુલ સેકન્ડની સંખ્યા $86400 \text{ s}$ છે.
તેથી,પ્રતિ દિવસ થતો સમયનો વ્યય $\Delta T_{day} = \left( \frac{\Delta T}{T} \right) \times 86400 = \frac{1}{2} \alpha t \times 86400$ થશે.
11
MediumMCQ
એક સાદા લોલક ઓસિલેટરનું તાત્કાલિક સ્થાનાંતર $x = A \cos \left( \omega t + \frac{\pi}{4} \right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. તેની ઝડપ કયા સમયે મહત્તમ હશે?
A
$\frac{\pi}{4\omega}$
B
$\frac{\pi}{2\omega}$
C
$\frac{\pi}{\omega}$
D
$\frac{2\pi}{\omega}$

Solution

(A) ઓસિલેટરનું સ્થાનાંતર $x = A \cos \left( \omega t + \frac{\pi}{4} \right)$ છે.
વેગ $v$ એ સ્થાનાંતરનું સમયની સાપેક્ષે વિકલન છે: $v = \frac{dx}{dt} = -A\omega \sin \left( \omega t + \frac{\pi}{4} \right)$.
ઝડપ મહત્તમ હોવા માટે,સાઈન વિધેયનું મૂલ્ય $1$ હોવું જોઈએ,એટલે કે $|\sin \left( \omega t + \frac{\pi}{4} \right)| = 1$.
આ ત્યારે થાય છે જ્યારે $\omega t + \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{2}$ હોય.
$t$ માટે ઉકેલતા: $\omega t = \frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{4}$.
તેથી,$t = \frac{\pi}{4\omega}$.
12
MediumMCQ
એક સાદા લોલકનો કોણીય વેગ અને કંપવિસ્તાર અનુક્રમે $\omega$ અને $a$ છે. મધ્યમાન સ્થાનથી $X$ જેટલા સ્થાનાંતરે જો તેની ગતિઊર્જા $T$ અને સ્થિતિઊર્જા $V$ હોય,તો $T$ અને $V$ નો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
A
$X^2 \omega^2 / (a^2 - X^2 \omega^2)$
B
$X^2 / (a^2 - X^2)$
C
$(a^2 - X^2 \omega^2) / X^2 \omega^2$
D
$(a^2 - X^2) / X^2$

Solution

(D) સરળ આવર્ત ગતિ માટે,$X$ સ્થાનાંતરે ગતિઊર્જા $T = \frac{1}{2} m \omega^2 (a^2 - X^2)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$X$ સ્થાનાંતરે સ્થિતિઊર્જા $V = \frac{1}{2} m \omega^2 X^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ગતિઊર્જા $T$ અને સ્થિતિઊર્જા $V$ નો ગુણોત્તર શોધવા માટે,આપણે બંને પદોનો ભાગાકાર કરીએ:
$\frac{T}{V} = \frac{\frac{1}{2} m \omega^2 (a^2 - X^2)}{\frac{1}{2} m \omega^2 X^2}$.
સામાન્ય પદો $\frac{1}{2} m \omega^2$ ને દૂર કરતા,આપણને મળે છે:
$\frac{T}{V} = \frac{a^2 - X^2}{X^2}$.
13
MediumMCQ
પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી એક ટનલ ખોદવામાં આવી છે અને તેમાં એક દડો છોડવામાં આવે છે. તે ટનલના બીજા છેડે કેટલા સમય પછી પહોંચશે?
A
$84.6$ મિનિટ
B
$42.3$ મિનિટ
C
$1$ દિવસ
D
બીજા છેડે પહોંચશે નહીં

Solution

(B) પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી ટનલમાં છોડવામાં આવેલા દડાની ગતિ એ સરળ આવર્ત ગતિ $(S.H.M.)$ છે.
આ દોલનનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{R}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $R$ એ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે અને $g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ છે.
$R \approx 6400 \; km$ અને $g \approx 9.8 \; m/s^2$ ની કિંમતો મૂકતા, આપણને $T \approx 84.6 \; \text{મિનિટ}$ મળે છે.
ટનલના એક છેડેથી બીજા છેડે પહોંચવા માટે લાગતો સમય એ કુલ આવર્તકાળનો અડધો ભાગ છે.
તેથી, $t = \frac{T}{2} = \frac{84.6}{2} = 42.3 \; \text{મિનિટ}$.
14
EasyMCQ
એક સાદા લોલકનો આવર્તકાળ બમણો થાય છે,જ્યારે
A
તેની લંબાઈ બમણી કરવામાં આવે
B
ગોળાનું દળ બમણું કરવામાં આવે
C
તેની લંબાઈ ચાર ગણી કરવામાં આવે
D
ગોળાનું દળ અને લોલકની લંબાઈ બંને બમણા કરવામાં આવે

Solution

(C) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ એ સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $l$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વપ્રવેગ છે.
આ સંબંધ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $T \propto \sqrt{l}$.
જો આવર્તકાળ $T$ ને બમણો $(2T)$ કરવો હોય,તો નવી લંબાઈ $l'$ એ $2T \propto \sqrt{l'}$ નું પાલન કરવું જોઈએ.
બંને સંબંધોનો ભાગાકાર કરતા: $\frac{2T}{T} = \frac{\sqrt{l'}}{\sqrt{l}} \implies 2 = \sqrt{\frac{l'}{l}}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,આપણને $4 = \frac{l'}{l}$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $l' = 4l$.
તેથી,લંબાઈ મૂળ લંબાઈ કરતા ચાર ગણી કરવી જોઈએ.
15
MediumMCQ
એક સાદું લોલક એક પોલા ગોળાથી બનેલું છે જેમાં પારો ભરેલો છે અને તેને તાર વડે લટકાવવામાં આવ્યું છે. જો થોડો પારો બહાર કાઢી લેવામાં આવે, તો લોલકનો આવર્તકાળ
Question diagram
A
અપરિવર્તિત રહેશે
B
વધશે
C
ઘટશે
D
અનિયમિત બનશે

Solution

(B) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $L$ એ લોલકની અસરકારક લંબાઈ છે.
અસરકારક લંબાઈ $L$ એ નિલંબન બિંદુથી બોબના ગુરુત્વકેન્દ્ર (c.g.) સુધીનું અંતર છે.
શરૂઆતમાં, પારો ભરેલા ગોળાનું ગુરુત્વકેન્દ્ર તેના ભૌમિતિક કેન્દ્ર પર હોય છે.
જ્યારે થોડો પારો બહાર કાઢી લેવામાં આવે છે, ત્યારે ગોળાની અંદર પારાનું સ્તર નીચે જાય છે, જેના કારણે બોબનું ગુરુત્વકેન્દ્ર નીચેની તરફ (નિલંબન બિંદુથી દૂર) ખસે છે.
જેમ ગુરુત્વકેન્દ્ર નીચે જાય છે, તેમ લોલકની અસરકારક લંબાઈ $L$ વધે છે.
કારણ કે $T \propto \sqrt{L}$, તેથી $L$ માં વધારો થવાથી લોલકનો આવર્તકાળ $T$ વધે છે.
16
EasyMCQ
ટ્રેનની છત પરથી લટકાવેલા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ છે,જ્યારે ટ્રેન સ્થિર હોય છે. જ્યારે ટ્રેન $a$ જેટલા સમાન પ્રવેગથી ગતિ કરે છે,ત્યારે દોલનનો આવર્તકાળ:
A
વધશે
B
ઘટશે
C
અપરિવર્તિત રહેશે
D
અનંત થશે

Solution

(B) શરૂઆતમાં,સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે ટ્રેન $a$ જેટલા સમાન પ્રવેગથી ગતિ કરે છે,ત્યારે લોલકના ગોળા પર પ્રવેગની વિરુદ્ધ દિશામાં આભાસી બળ (pseudo force) લાગે છે.
ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $(g_{\text{eff}})$ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ $g$ અને આભાસી પ્રવેગ $a$ નો સદિશ સરવાળો બને છે. આમ,$g_{\text{eff}} = \sqrt{g^2 + a^2}$.
ચૂકી $g_{\text{eff}} > g$ છે,તેથી નવો આવર્તકાળ $T' = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{\text{eff}}}}$ એ પ્રારંભિક આવર્તકાળ $T$ કરતા ઓછો થશે.
તેથી,દોલનનો આવર્તકાળ ઘટશે.
Solution diagram
17
EasyMCQ
નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું નથી? સાદા લોલકના કિસ્સામાં નાના કંપવિસ્તાર માટે દોલનનો આવર્તકાળ:
A
લોલકની લંબાઈના વર્ગમૂળના સમપ્રમાણમાં હોય છે
B
ગુરુત્વપ્રવેગના વર્ગમૂળના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે
C
ગોળાના દળ, કદ અને પદાર્થ પર આધાર રાખે છે
D
કંપવિસ્તારથી સ્વતંત્ર હોય છે

Solution

(C) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $L$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વપ્રવેગ છે。
આ સૂત્ર પરથી આપણે નીચે મુજબ અવલોકન કરી શકીએ છીએ:
$1$. $T$ એ $\sqrt{L}$ ના સમપ્રમાણમાં છે。
$2$. $T$ એ $\sqrt{g}$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં છે。
$3$. $T$ એ ગોળાના દળ, કદ અને પદાર્થથી સ્વતંત્ર છે。
$4$. નાના કંપવિસ્તાર માટે, $T$ એ કંપવિસ્તારથી સ્વતંત્ર છે。
તેથી, એ વિધાન કે આવર્તકાળ ગોળાના દળ, કદ અને પદાર્થ પર આધાર રાખે છે તે ખોટું છે。
18
MediumMCQ
એક માણસ સ્થિર લિફ્ટની અંદર સાદા લોલકનો આવર્તકાળ માપે છે અને તે $T$ સેકન્ડ મળે છે. જો લિફ્ટ $\frac{g}{4}$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે,તો લોલકનો આવર્તકાળ કેટલો થશે?
Question diagram
A
$T$
B
$\frac{T}{4}$
C
$\frac{2T}{\sqrt{5}}$
D
$2T\sqrt{5}$

Solution

(C) સ્થિર લિફ્ટમાં,સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે લિફ્ટ $a = \frac{g}{4}$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + a = g + \frac{g}{4} = \frac{5g}{4}$ થાય છે.
નવો આવર્તકાળ $T'$ એ $T' = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}} = 2\pi \sqrt{\frac{l}{5g/4}} = 2\pi \sqrt{\frac{4l}{5g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપણે આને $T' = \sqrt{\frac{4}{5}} \times (2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}) = \frac{2}{\sqrt{5}} T$ તરીકે ફરીથી લખી શકીએ છીએ.
19
MediumMCQ
એક સાદું લોલક એક ટ્રોલીની છત પરથી લટકાવેલું છે જે $a$ પ્રવેગ સાથે સમક્ષિતિજ દિશામાં ગતિ કરે છે. તેનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g'}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $g'$ કોના બરાબર છે?
A
$g$
B
$g - a$
C
$g + a$
D
$\sqrt{g^2 + a^2}$

Solution

(D) જ્યારે ટ્રોલી $a$ જેટલા સમક્ષિતિજ પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે,ત્યારે લોલકના ગોળા પર ટ્રોલીના પ્રવેગની વિરુદ્ધ દિશામાં સ્યુડો બળ $ma$ લાગે છે.
ગુરુત્વ પ્રવેગ $g'$ એ ગુરુત્વ પ્રવેગ $g$ (નીચેની તરફ) અને સ્યુડો પ્રવેગ $a$ (સમક્ષિતિજ દિશામાં) નો સદિશ સરવાળો છે.
આ બંને સદિશો એકબીજાને લંબ હોવાથી,અસરકારક પ્રવેગ $g'$ નું મૂલ્ય નીચે મુજબ મળે છે:
$g' = \sqrt{g^2 + a^2}$
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
Solution diagram
20
EasyMCQ
એક સેકન્ડનું લોલક પૃથ્વીની આસપાસ $3R$ ઊંચાઈએ ભ્રમણ કરતી સ્પેસ લેબોરેટરીમાં મૂકવામાં આવ્યું છે,જ્યાં $R$ એ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે. લોલકનો આવર્તકાળ કેટલો હશે?
A
$Zero$
B
$2\sqrt{3} \, s$
C
$4 \, s$
D
અનંત

Solution

(D) સેકન્ડનું લોલક એવું લોલક છે જેનો પૃથ્વીની સપાટી પર આવર્તકાળ $2 \, s$ હોય છે.
પૃથ્વીની આસપાસ ભ્રમણ કરતી સ્પેસ લેબોરેટરીમાં,લેબોરેટરી અને તેની અંદરની દરેક વસ્તુ ભારહીનતાની સ્થિતિમાં હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે ભ્રમણ કરતી લેબોરેટરીની અંદર ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $(g_{eff})$ $0$ છે.
સરળ લોલકના આવર્તકાળનું સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}}$ છે.
સૂત્રમાં $g_{eff} = 0$ મૂકતા,આપણને $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{0}} = \infty$ મળે છે.
તેથી,લોલકનો આવર્તકાળ અનંત છે.
21
EasyMCQ
$m$ દળ અને $E$ કુલ ઉર્જા ધરાવતા સાદા લોલકના ગોળાનું મહત્તમ રેખીય વેગમાન કેટલું હશે?
A
$\sqrt{\frac{2E}{m}}$
B
$\sqrt{2mE}$
C
$2mE$
D
$mE^2$

Solution

(B) સાદા આવર્ત ગતિ કરતા પદાર્થની કુલ ઉર્જા $E = \frac{1}{2}mv_{\max}^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આના પરથી,મહત્તમ વેગ $v_{\max}$ ને $v_{\max} = \sqrt{\frac{2E}{m}}$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
મહત્તમ રેખીય વેગમાન $p_{\max}$ ની વ્યાખ્યા $p_{\max} = m \cdot v_{\max}$ છે.
$v_{\max}$ નું સૂત્ર મૂકતા,આપણને $p_{\max} = m \cdot \sqrt{\frac{2E}{m}} = \sqrt{m^2 \cdot \frac{2E}{m}} = \sqrt{2mE}$ મળે છે.
તેથી,મહત્તમ રેખીય વેગમાન $\sqrt{2mE}$ છે.
22
EasyMCQ
પૃથ્વીની સપાટી પર સેકન્ડ લોલકની લંબાઈ $1\, m$ છે. ચંદ્રની સપાટી પર,જ્યાં $g$ નું મૂલ્ય પૃથ્વીની સપાટીના $g$ કરતા $1/6$ ગણું છે,ત્યાં સેકન્ડ લોલકની લંબાઈ કેટલી હશે?
A
$\frac{1}{6}\, m$
B
$6 \,m$
C
$\frac{1}{36}\, m$
D
$36 \,m$

Solution

(A) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સેકન્ડ લોલક માટે,પૃથ્વી અને ચંદ્ર બંને પર આવર્તકાળ $T$ એ $2\, s$ જેટલો નિશ્ચિત હોય છે.
$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ હોવાથી,$T^2 = 4\pi^2 \frac{l}{g}$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $l = \frac{T^2 g}{4\pi^2}$.
અહીં $T$ અચળ હોવાથી,$l \propto g$ થાય.
તેથી,$\frac{l_m}{l_e} = \frac{g_m}{g_e}$.
આપેલ છે કે $g_m = \frac{1}{6} g_e$ અને $l_e = 1\, m$,તેથી $l_m = \frac{1}{6} \times 1\, m = \frac{1}{6}\, m$.
23
MediumMCQ
જો સેકન્ડ લોલકની લંબાઈમાં $2\%$ નો ઘટાડો કરવામાં આવે,તો તે પ્રતિ દિવસ કેટલી સેકન્ડ ગુમાવશે?
A
$3927$
B
$3727$
C
$3427$
D
$864$

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે $T \propto \sqrt{l}$.
વિકલન લેતા,આપણને $\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \frac{\Delta l}{l}$ મળે છે.
આપેલ છે કે લંબાઈમાં $2\%$ નો ઘટાડો થાય છે,તેથી $\frac{\Delta l}{l} = 0.02$.
તેથી,આવર્તકાળમાં આંશિક ફેરફાર $\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \times 0.02 = 0.01$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે લોલક તેના દરેક સેકન્ડના આવર્તકાળ દીઠ $0.01$ સેકન્ડ ગુમાવે છે.
સેકન્ડ લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2 \text{ સેકન્ડ}$ હોવાથી,પ્રતિ દોલન થતો ઘટાડો $\Delta T = 0.01 \times 2 = 0.02 \text{ સેકન્ડ}$ છે.
એક દિવસમાં $(86400 \text{ સેકન્ડ})$ દોલનોની સંખ્યા $N = \frac{86400}{2} = 43200$ છે.
પ્રતિ દિવસ ગુમાવેલ કુલ સમય $N \times \Delta T = 43200 \times 0.02 = 864 \text{ સેકન્ડ}$ છે.
24
EasyMCQ
સ્થિર લિફ્ટમાં સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ માપવામાં આવે છે. જો લિફ્ટ $5g$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે,તો નવો આવર્તકાળ કેટલો થશે?
A
તેટલો જ
B
$3/5$ જેટલો વધશે
C
$2/3$ ગણો ઘટશે
D
આપેલ પૈકી એક પણ નહીં

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સ્થિર લિફ્ટમાં,$g_{eff} = g$ હોવાથી,$T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ થાય.
જ્યારે લિફ્ટ $a = 5g$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે,ત્યારે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + a = g + 5g = 6g$ થાય છે.
નવો આવર્તકાળ $T'$ એ $T' = 2\pi \sqrt{\frac{L}{6g}}$ દ્વારા મળે છે.
બંનેની સરખામણી કરતા,આપણને $T' = \frac{T}{\sqrt{6}}$ મળે છે.
આ કિંમત વિકલ્પોમાં આપેલી ન હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.
25
EasyMCQ
એક સાદા લોલકની લંબાઈમાં $1\%$ નો વધારો કરવામાં આવે છે. તેનો આવર્તકાળ
A
$1\%$ વધશે
B
$0.5\%$ વધશે
C
$0.5\%$ ઘટશે
D
$2\%$ વધશે

Solution

(B) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ સંબંધ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $T \propto \sqrt{l}$.
લઘુગણકીય વિકલન લેતા,આપણને $\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \frac{\Delta l}{l}$ મળે છે.
આપેલ છે કે લંબાઈમાં $1\%$ નો વધારો થાય છે,તેથી $\frac{\Delta l}{l} = 1\%$.
આ કિંમત મૂકતા,આપણને $\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \times 1\% = 0.5\%$ મળે છે.
તેથી,આવર્તકાળમાં $0.5\%$ નો વધારો થશે.
26
MediumMCQ
$m$ દળ ધરાવતા ગોળાવાળું એક સાદું લોલક $A$ થી $C$ અને પાછું $A$ સુધી એવી રીતે દોલન કરે છે કે જેથી $PB = H$ થાય. જો ગુરુત્વપ્રવેગ $g$ હોય,તો $B$ માંથી પસાર થતી વખતે ગોળાનો વેગ કેટલો હશે?
Question diagram
A
$mgH$
B
$\sqrt{2gH}$
C
$\sqrt{gH}$
D
શૂન્ય

Solution

(B) બિંદુ $A$ (અથવા $C$) પર,ગોળો બિંદુ $B$ ની સાપેક્ષે તેની મહત્તમ ઊંચાઈ $H$ પર છે,તેથી તેની ગતિઊર્જા શૂન્ય છે અને સ્થિતિઊર્જા $mgH$ છે.
બિંદુ $B$ પર,ગોળો તેની સૌથી નીચી સ્થિતિમાં છે,તેથી તેની સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય છે અને બધી ઊર્જા ગતિઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
યાંત્રિક ઊર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ:
$PE_{A} + KE_{A} = PE_{B} + KE_{B}$
$mgH + 0 = 0 + \frac{1}{2}mv^2$
$mgH = \frac{1}{2}mv^2$
$v^2 = 2gH$
$v = \sqrt{2gH}$
27
EasyMCQ
નીચેનામાંથી સાચું વિધાન ઓળખો.
A
લોલકના ગોળાનું દળ જેટલું વધારે,તેની દોલન આવૃત્તિ તેટલી જ ઓછી હોય છે.
B
$M$ દળ ધરાવતા ગોળાવાળું સાદું લોલક ${40^\circ}$ ના કોણીય કંપવિસ્તાર સાથે દોલન કરે છે. જ્યારે તેનો કોણીય કંપવિસ્તાર ${20^\circ}$ હોય,ત્યારે દોરીમાં તણાવ $Mg \cos {20^\circ}$ કરતા ઓછો હોય છે.
C
જેમ સાદા લોલકની લંબાઈ વધારવામાં આવે છે,તેમ તેના દોલન દરમિયાન તેના ગોળાનો મહત્તમ વેગ પણ ઘટે છે.
D
તાપમાન બદલાતા લોલકના આવર્તકાળમાં થતો આંશિક ફેરફાર લોલકની લંબાઈથી સ્વતંત્ર હોય છે.

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ કોણીય કંપવિસ્તાર $\theta_0$ માટે,મહત્તમ વેગ $v_{max} = \omega A = \sqrt{\frac{g}{L}} \cdot (L \theta_0) = \theta_0 \sqrt{gL}$ છે.
જેમ લંબાઈ $L$ વધે છે,તેમ મહત્તમ વેગ $v_{max}$ વધે છે,ઘટે નહીં. તેથી,$(c)$ ખોટું છે.
વિકલ્પ $(a)$ ખોટો છે કારણ કે આવૃત્તિ $f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{g}{L}}$ એ દળથી સ્વતંત્ર છે.
વિકલ્પ $(b)$ ખોટો છે કારણ કે કોઈપણ ખૂણે $\theta$ પર તણાવ $T = Mg \cos \theta + \frac{Mv^2}{L}$ છે. કારણ કે $\frac{Mv^2}{L} > 0$,તણાવ હંમેશા $Mg \cos \theta$ કરતા વધારે હોય છે.
વિકલ્પ $(d)$ સાચો છે. આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ છે. લૉગ લઈને વિકલન કરતા,$\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \frac{\Delta L}{L} = \frac{1}{2} \alpha \Delta \theta$. આ લંબાઈ $L$ થી સ્વતંત્ર છે.
28
MediumMCQ
$l$ લંબાઈ ધરાવતા સાદા લોલકનો ગોળો (bob) મધ્યમાન સ્થિતિથી શિરોલંબ સાથે $\theta$ કોણીય સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. જો તેને મુક્ત કરવામાં આવે,તો સૌથી નીચલી સ્થિતિએ ગોળાનો વેગ કેટલો હશે?
A
$\sqrt{2 g l \cos \theta}$
B
$\sqrt{2gl(1 + \cos \theta)}$
C
$\sqrt{2gl(1 - \cos \theta)}$
D
$\sqrt{2 gl}$

Solution

(C) જ્યારે ગોળાને $\theta$ ખૂણે સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે તેની મધ્યમાન સ્થિતિથી $h$ જેટલી ઊંચાઈએ જાય છે.
યાંત્રિક ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,અંતિમ સ્થિતિમાં રહેલી સ્થિતિ ઉર્જા મધ્યમાન (સૌથી નીચલી) સ્થિતિમાં ગતિ ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$mgh = \frac{1}{2}mv_{\max}^2$
$v_{\max} = \sqrt{2gh}$
લોલકની ભૂમિતિ પરથી,આધાર બિંદુથી અંતિમ સ્થિતિમાં રહેલા ગોળા સુધીનું શિરોલંબ અંતર $l \cos \theta$ છે.
તેથી,ઊંચાઈ $h$ નીચે મુજબ મળે છે:
$h = l - l \cos \theta = l(1 - \cos \theta)$
વેગના સમીકરણમાં $h$ ની કિંમત મૂકતા:
$v_{\max} = \sqrt{2gl(1 - \cos \theta)}$
Solution diagram
29
EasyMCQ
$S.H.M.$ કરતું એક સાદું લોલક તેના આધાર સાથે મુક્ત પતન કરી રહ્યું છે. તો:
A
તેનો આવર્તકાળ ઘટે છે
B
તેનો આવર્તકાળ વધે છે
C
તે બિલકુલ દોલન કરતું નથી
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે લોલક મુક્ત પતન કરે છે,ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે ઉદ્ભવતો પ્રવેગ $g$ એ આધારના નીચે તરફના પ્રવેગને કારણે લોલકના ગોળા પર લાગતા આભાસી બળ દ્વારા સંપૂર્ણપણે નાબૂદ થાય છે.
તેથી,અસરકારક ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ $g_{eff} = g - g = 0$ થાય છે.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{0}} = \infty$ મળે છે.
આવર્તકાળ અનંત હોવાથી,આવૃત્તિ $f = \frac{1}{T} = 0$ થાય છે.
આનો અર્થ એ છે કે લોલક બિલકુલ દોલન કરતું નથી.
30
MediumMCQ
એક લોલકના ગોળાની તેના સૌથી નીચલા સ્થાને ઝડપ $3\, m/s$ છે. લોલકની લંબાઈ $0.5\, m$ છે. જ્યારે લોલક શિરોલંબ સાથે $60^o$ નો ખૂણો બનાવે ત્યારે ગોળાની ઝડપ ..... $m/s$ હશે. (જો $g = 10\, m/s^2$)
A
$3$
B
$0.33$
C
$0.5$
D
$2$

Solution

(D) ધારો કે બિંદુ $B$ પર ગોળાનો વેગ $v$ છે,જ્યાં દોરી શિરોલંબ સાથે $60^o$ નો ખૂણો બનાવે છે. સૌથી નીચલા બિંદુ $A$ અને બિંદુ $B$ વચ્ચે યાંત્રિક ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ વાપરતા:
$KE_A + PE_A = KE_B + PE_B$
સૌથી નીચલા બિંદુ $A$ ને સ્થિતિ ઉર્જા માટે સંદર્ભ સ્તર તરીકે લેતા $(PE_A = 0)$:
$\frac{1}{2}mv_A^2 + 0 = \frac{1}{2}mv^2 + mgh$
અહીં,$h = l(1 - \cos \theta)$ એ બિંદુ $A$ થી બિંદુ $B$ ની ઊંચાઈ છે.
આપેલ છે કે $v_A = 3\, m/s$,$l = 0.5\, m$,$\theta = 60^o$,અને $g = 10\, m/s^2$:
$\frac{1}{2} \times m \times 3^2 = \frac{1}{2} \times m \times v^2 + m \times 10 \times 0.5 \times (1 - \cos 60^o)$
$4.5 = 0.5v^2 + 5 \times (1 - 0.5)$
$4.5 = 0.5v^2 + 5 \times 0.5$
$4.5 = 0.5v^2 + 2.5$
$0.5v^2 = 2$
$v^2 = 4$
$v = 2\, m/s$
Solution diagram
31
EasyMCQ
એક સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $2 \, sec$ છે. જો તેની લંબાઈ $4$ ગણી કરવામાં આવે,તો તેનો આવર્તકાળ ..... $\sec$ થશે.
A
$16$
B
$12$
C
$8$
D
$4$

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ એ સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $l$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે.
આ સૂત્ર પરથી આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $T \propto \sqrt{l}$.
ધારો કે પ્રારંભિક લંબાઈ $l_1 = l$ છે અને પ્રારંભિક આવર્તકાળ $T_1 = 2 \, sec$ છે.
ધારો કે નવી લંબાઈ $l_2 = 4l$ છે અને નવો આવર્તકાળ $T_2$ છે.
ગુણોત્તરની રીતનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{T_1}{T_2} = \sqrt{\frac{l_1}{l_2}}$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{2}{T_2} = \sqrt{\frac{l}{4l}} = \sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2}$.
તેથી,$T_2 = 2 \times 2 = 4 \, sec$.
32
EasyMCQ
જો સાદા લોલકના ધાતુના ગોળાને લાકડાના ગોળા દ્વારા બદલવામાં આવે, તો તેનો આવર્તકાળ
A
વધશે
B
ઘટશે
C
સમાન રહેશે
D
પહેલા વધશે પછી ઘટશે

Solution

(C) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ એ સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $L$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વપ્રવેગ છે.
સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે, આવર્તકાળ $T$ માત્ર લોલકની લંબાઈ અને ગુરુત્વપ્રવેગ પર આધાર રાખે છે.
તે ગોળાના દળ, પદાર્થ કે ઘનતા પર આધારિત નથી.
તેથી, ધાતુના ગોળાને લાકડાના ગોળા સાથે બદલવાથી લોલકના આવર્તકાળમાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.
33
EasyMCQ
એક સાદા લોલકમાં,દોલનનો આવર્તકાળ $T$ એ લોલકની લંબાઈ $l$ સાથે કેવી રીતે સંબંધિત છે?
A
$\frac{l}{T} = \text{અચળ}$
B
$\frac{l^2}{T} = \text{અચળ}$
C
$\frac{l}{T^2} = \text{અચળ}$
D
$\frac{l^2}{T^2} = \text{અચળ}$

Solution

(C) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,આપણને મળે છે:
$T^2 = 4\pi^2 \frac{l}{g}$
લંબાઈ અને આવર્તકાળના વર્ગના ગુણોત્તરને અલગ કરવા માટે પદોને ગોઠવતા:
$\frac{l}{T^2} = \frac{g}{4\pi^2}$
અહીં $g$ (ગુરુત્વ પ્રવેગ) અને $\pi$ અચળ હોવાથી,ગુણોત્તર $\frac{l}{T^2}$ પણ અચળ રહે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
34
EasyMCQ
એક લોલકનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો તેને બીજા ગ્રહ પર લઈ જવામાં આવે જ્યાં ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ પૃથ્વી કરતા અડધો અને દળ પૃથ્વી કરતા $9$ ગણું હોય,તો તે ગ્રહ પર તેનો આવર્તકાળ કેટલો થશે?
A
$\sqrt{T}$
B
$T$
C
$T^{1/3}$
D
$\sqrt{2}T$

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે આવર્તકાળ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગના વર્ગમૂળના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે: $T \propto \frac{1}{\sqrt{g}}$.
ધારો કે $T_e$ અને $g_e$ એ પૃથ્વી પરનો આવર્તકાળ અને ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે,અને $T_p$ અને $g_p$ એ બીજા ગ્રહ પરનો આવર્તકાળ અને ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે.
આપેલ છે કે ગ્રહ પર ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ પૃથ્વી કરતા અડધો છે,તેથી $g_p = \frac{g_e}{2}$.
પ્રમાણસરતાના સંબંધનો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{T_p}{T_e} = \sqrt{\frac{g_e}{g_p}} = \sqrt{\frac{g_e}{g_e/2}} = \sqrt{2}$.
તેથી,નવો આવર્તકાળ $T_p = \sqrt{2}T_e = \sqrt{2}T$ થશે.
35
MediumMCQ
એક સાદું લોલક $T$ આવર્તકાળ સાથે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. જો લોલકની લંબાઈમાં $21\%$ નો વધારો કરવામાં આવે,તો વધેલી લંબાઈવાળા લોલકના આવર્તકાળમાં થતો ટકાવારી વધારો ..... $\%$ છે.
A
$10$
B
$21$
C
$30$
D
$50$

Solution

(A) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આનો અર્થ એ છે કે $T \propto \sqrt{l}$.
ધારો કે પ્રારંભિક લંબાઈ $l_1 = 100$ એકમ છે. તો નવી લંબાઈ $l_2 = 100 + 21 = 121$ એકમ થશે.
આવર્તકાળનો ગુણોત્તર $\frac{T_2}{T_1} = \sqrt{\frac{l_2}{l_1}} = \sqrt{\frac{121}{100}} = \frac{11}{10} = 1.1$ છે.
આમ,$T_2 = 1.1 T_1$.
આવર્તકાળમાં થતો ટકાવારી વધારો $\frac{T_2 - T_1}{T_1} \times 100 = \frac{1.1 T_1 - T_1}{T_1} \times 100 = 0.1 \times 100 = 10\%$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
36
MediumMCQ
જો સાદા લોલકની લંબાઈમાં $300\%$ નો વધારો કરવામાં આવે,તો તેના આવર્તકાળમાં ..... $\%$ નો વધારો થશે.
A
$100$
B
$200$
C
$300$
D
$400$

Solution

(A) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે $T \propto \sqrt{l}$.
ધારો કે પ્રારંભિક લંબાઈ $l_1 = l$ છે અને પ્રારંભિક આવર્તકાળ $T_1$ છે.
જો લંબાઈમાં $300\%$ નો વધારો કરવામાં આવે,તો નવી લંબાઈ $l_2 = l + 300\% \text{ of } l = l + 3l = 4l$ થશે.
પ્રમાણસરતા $T \propto \sqrt{l}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $\frac{T_2}{T_1} = \sqrt{\frac{l_2}{l_1}} = \sqrt{\frac{4l}{l}} = \sqrt{4} = 2$.
આમ,$T_2 = 2T_1$.
આવર્તકાળમાં થતો ટકાવારી વધારો $\frac{T_2 - T_1}{T_1} \times 100\% = \frac{2T_1 - T_1}{T_1} \times 100\% = 100\%$ છે.
તેથી,આવર્તકાળમાં $100\%$ નો વધારો થશે.
37
EasyMCQ
સેકન્ડ્સ લોલકની લંબાઈ .... $cm$ હોય છે.
A
$99.8$
B
$99$
C
$100$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) સેકન્ડ્સ લોલક એવું લોલક છે જેનો દોલનનો સમયગાળો બરાબર $2 \ s$ હોય છે.
સરળ લોલકના સમયગાળા માટેનું સૂત્ર: $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $T^2 = 4\pi^2 \frac{l}{g}$.
લંબાઈ $l$ માટે સૂત્ર બનાવતા: $l = \frac{gT^2}{4\pi^2}$.
અહીં $T = 2 \ s$,$g = 9.8 \ m/s^2$ (અથવા $980 \ cm/s^2$) અને $\pi^2 \approx 9.87$ લેતા:
$l = \frac{980 \times (2)^2}{4 \times 9.87} = \frac{980 \times 4}{39.48} \approx 99.29 \ cm$.
ભૌતિકવિજ્ઞાનના પાઠ્યપુસ્તકોમાં સામાન્ય રીતે $g = \pi^2 \ m/s^2$ લેવામાં આવે છે,જે $l = 1 \ m = 100 \ cm$ આપે છે. જો કે,$g = 9.8 \ m/s^2$ નો ઉપયોગ કરતા,આ મૂલ્ય આશરે $99.3 \ cm$ મળે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$99 \ cm$ એ સૌથી નજીકનું પ્રમાણિત મૂલ્ય છે.
38
MediumMCQ
$g$ જેટલા અચળ પ્રવેગથી નીચે જતી લિફ્ટમાં સાદા લોલકનો આવર્તકાળ કેટલો હોય?
A
$T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} $
B
$T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{2g}}} $
C
શૂન્ય
D
અનંત

Solution

(D) જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા પ્રવેગથી નીચે તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે લોલક દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક ગુરુત્વપ્રવેગ $g_{eff} = g - a$ થાય છે.
આ કિસ્સામાં,લિફ્ટ $a = g$ જેટલા પ્રવેગથી નીચે ઉતરી રહી છે.
તેથી,અસરકારક ગુરુત્વપ્રવેગ $g_{eff} = g - g = 0$ થાય છે.
સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$g_{eff} = 0$ મૂકતા,આપણને $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{0}} = \infty$ મળે છે.
આમ,આવર્તકાળ અનંત બને છે.
39
EasyMCQ
એક ચિમ્પાન્ઝી હિંચકા પર બેઠેલી સ્થિતિમાં હિંચકા ખાઈ રહ્યો છે,તે અચાનક ઊભો થઈ જાય છે,તો તેનો આવર્તકાળ
A
અનંત થઈ જશે
B
સમાન રહેશે
C
વધશે
D
ઘટશે

Solution

(D) સરળ લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $l$ એ લોલકની અસરકારક લંબાઈ છે (આધાર બિંદુથી દોલન કરતા પદાર્થના દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર સુધીનું અંતર).
જ્યારે ચિમ્પાન્ઝી ઊભો થાય છે,ત્યારે સિસ્ટમનું દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર ઉપરની તરફ ખસે છે,જે આધાર બિંદુની નજીક આવે છે.
આના પરિણામે હિંચકાની અસરકારક લંબાઈ $l$ માં ઘટાડો થાય છે.
જેમ કે $T \propto \sqrt{l}$,તેથી $l$ માં ઘટાડો થવાથી આવર્તકાળ $T$ માં પણ ઘટાડો થશે.
40
EasyMCQ
એક સ્થળે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ $\pi^2 \, m/s^2$ છે. તો $1 \, m$ લંબાઈ ધરાવતા સાદા લોલકનો આવર્તકાળ કેટલો હશે?
A
$2/\pi \, s$
B
$2\pi \, s$
C
$2 \, s$
D
$\pi \, s$

Solution

(C) સાદા લોલકના આવર્તકાળ $T$ માટેનું સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ છે.
આપેલ છે: લંબાઈ $l = 1 \, m$ અને ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ $g = \pi^2 \, m/s^2$.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$T = 2\pi \sqrt{\frac{1}{\pi^2}}$
$T = 2\pi \times \frac{1}{\pi}$
$T = 2 \, s$.
તેથી,આવર્તકાળ $2 \, s$ છે.
41
EasyMCQ
એક પ્લેટ $T$ સમયગાળા સાથે દોલન કરે છે. જો અચાનક બીજી પ્લેટ પ્રથમ પ્લેટ પર મૂકવામાં આવે,તો સમયગાળા પર શું અસર થશે?
A
ઘટશે
B
વધશે
C
સમાન રહેશે
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) સરળ લોલકનો સમયગાળો $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $L$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ છે.
સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે,સમયગાળો $T$ ફક્ત લોલકની લંબાઈ અને ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ પર આધાર રાખે છે.
તે લોલકના ગોળા અથવા તેની સાથે જોડાયેલ પદાર્થના દળથી સ્વતંત્ર છે.
તેથી,પ્રથમ પ્લેટ પર બીજી પ્લેટ મૂકવાથી દોલન સમયગાળાની દળ-સ્વતંત્ર પ્રકૃતિમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
આમ,સમયગાળો સમાન રહેશે.
42
EasyMCQ
$l$ લંબાઈના સાદા લોલકના નીચેના છેડે પિત્તળનો ગોળો (bob) લટકાવેલ છે. તેનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો પિત્તળના ગોળાને તેટલા જ કદના સ્ટીલના ગોળા વડે બદલવામાં આવે,જેની ઘનતા પિત્તળ કરતાં $x$ ગણી છે,અને તેની લંબાઈ એવી રીતે બદલવામાં આવે કે જેથી આવર્તકાળ $2T$ થાય,તો નવી લંબાઈ કેટલી હશે?
A
$2l$
B
$4l$
C
$4lx$
D
$\frac{4l}{x}$

Solution

(B) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $l$ એ અસરકારક લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વપ્રવેગ છે.
આ સૂત્ર પરથી સ્પષ્ટ છે કે $T \propto \sqrt{l}$.
આવર્તકાળ એ ગોળાના દળ,કદ કે ઘનતા પર આધાર રાખતો નથી.
ધારો કે પ્રારંભિક લંબાઈ $l_1 = l$ અને પ્રારંભિક આવર્તકાળ $T_1 = T$ છે.
ધારો કે નવી લંબાઈ $l_2$ અને નવો આવર્તકાળ $T_2 = 2T$ છે.
પ્રમાણસરતા $T \propto \sqrt{l}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $\frac{T_2}{T_1} = \sqrt{\frac{l_2}{l_1}}$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{2T}{T} = \sqrt{\frac{l_2}{l}}$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $2 = \sqrt{\frac{l_2}{l}}$ મળે છે.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,આપણને $4 = \frac{l_2}{l}$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $l_2 = 4l$.
43
EasyMCQ
સેકન્ડ્સ લોલકમાં,બોબનું દળ $30\, g$ છે. જો તેને $90\, g$ ના દળ દ્વારા બદલવામાં આવે,તો તેનો આવર્તકાળ .... $s$ થશે.
A
$1$
B
$2$
C
$4$
D
$3$

Solution

(B) સરળ લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,$L$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ છે.
સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે,આવર્તકાળ $T$ માત્ર લોલકની લંબાઈ અને ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ પર આધાર રાખે છે.
તે બોબના દળથી સ્વતંત્ર છે.
સેકન્ડ્સ લોલક એ એવું લોલક છે જેનો આવર્તકાળ $2\, s$ હોય છે.
આમ,બોબનું દળ બદલવાથી આવર્તકાળમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી,તેથી નવો આવર્તકાળ $2\, s$ જ રહેશે.
44
EasyMCQ
જ્યારે સાદા લોલકને ચંદ્રની સપાટી પર દોલન કરાવવામાં આવે ત્યારે તેનો આવર્તકાળ:
A
વધે છે
B
ઘટે છે
C
અપરિવર્તિત રહે છે
D
અનંત બને છે

Solution

(A) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ સૂત્ર $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $L$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g$ એ ગુરુત્વપ્રવેગ છે.
ચંદ્રની સપાટી પર,ગુરુત્વપ્રવેગ $g_m$ એ પૃથ્વીના ગુરુત્વપ્રવેગ $(g_e)$ કરતા આશરે $1/6$ ગણો હોય છે.
આમ,$T \propto \frac{1}{\sqrt{g}}$ હોવાથી,$g$ ના મૂલ્યમાં ઘટાડો થવાથી આવર્તકાળ $T$ માં વધારો થાય છે.
તેથી,જ્યારે સાદું લોલક ચંદ્રની સપાટી પર દોલન કરે છે ત્યારે તેનો આવર્તકાળ વધે છે.
45
EasyMCQ
એક સાદું લોલક લિફ્ટની છત સાથે જોડાયેલું છે. જો લિફ્ટ સ્થિર હોય ત્યારે દોલનનો આવર્તકાળ $T$ હોય,તો જ્યારે લિફ્ટ મુક્ત પતન કરે ત્યારે દોલનની આવૃત્તિ કેટલી હશે?
A
શૂન્ય
B
$T$
C
$1/T$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g_{eff}}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય,ત્યારે $g_{eff} = g$,તેથી $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$.
જ્યારે લિફ્ટ મુક્ત પતન કરે છે,ત્યારે તે ભારહીનતાનો અનુભવ કરે છે,જેનો અર્થ છે કે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = 0$ થાય છે.
સૂત્રમાં $g_{eff} = 0$ મૂકતા,આવર્તકાળ $T' = 2\pi \sqrt{\frac{L}{0}} = \infty$ મળે છે.
આવૃત્તિ $f = \frac{1}{T'}$ હોવાથી,આપણને $f = \frac{1}{\infty} = 0$ મળે છે.
તેથી,દોલનની આવૃત્તિ શૂન્ય છે.
46
EasyMCQ
સ્થિર વાનના છત પરથી લટકાવેલ સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T$ છે. જો વાન સમાન વેગથી ગતિ કરવાનું શરૂ કરે,તો લોલકનો આવર્તકાળ કેટલો થશે?
A
$T$ કરતા ઓછો
B
$2T$ જેટલો
C
$T$ કરતા વધારે
D
બદલાશે નહીં

Solution

(D) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g_{eff}}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $L$ એ લોલકની લંબાઈ છે અને $g_{eff}$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ છે.
જ્યારે વાન સમાન વેગથી ગતિ કરે છે,ત્યારે તેનો પ્રવેગ શૂન્ય હોય છે.
તેથી,લોલકના ગોળા પર લાગતું ચોખ્ખું બળ વાન સ્થિર હતી ત્યાર જેટલું જ રહે છે.
ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff}$ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ $g$ જેટલો જ રહેતો હોવાથી,આવર્તકાળ $T$ બદલાતો નથી.
47
MediumMCQ
જો સાદા લોલકની લંબાઈમાં $44\%$ નો વધારો કરવામાં આવે,તો લોલકના આવર્તકાળમાં કેટલા ટકા ફેરફાર થશે ($\%$ માં)?
A
$22$
B
$20$
C
$33$
D
$44$

Solution

(B) સાદા લોલકનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે લંબાઈમાં $44\%$ નો વધારો થાય છે,તેથી નવી લંબાઈ $l_2 = l_1 + 0.44 l_1 = 1.44 l_1$ થાય.
કારણ કે $T \propto \sqrt{l}$,નવા આવર્તકાળ $T_2$ અને મૂળ આવર્તકાળ $T_1$ નો ગુણોત્તર:
$\frac{T_2}{T_1} = \sqrt{\frac{l_2}{l_1}} = \sqrt{\frac{1.44 l_1}{l_1}} = \sqrt{1.44} = 1.2$.
આનો અર્થ એ છે કે $T_2 = 1.2 T_1$.
આવર્તકાળમાં થતો ટકાવારી ફેરફાર:
$\text{ટકાવારી ફેરફાર} = \left( \frac{T_2 - T_1}{T_1} \right) \times 100 = \left( \frac{1.2 T_1 - T_1}{T_1} \right) \times 100 = 0.2 \times 100 = 20\%$.
તેથી,આવર્તકાળમાં $20\%$ નો વધારો થાય છે.

Oscillations — SHM of Simple Pendulum · Frequently Asked Questions

1Are these Oscillations questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

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 papers from this chapter 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
For Teachers & Institutes

Generate a Oscillations Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.