Gujarati

Wave Equation and Characteristics of Waves Questions in Gujarati

Class 11 Physics · Waves and Sound · Wave Equation and Characteristics of Waves

317+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 317 questions in Gujarati

151
MediumMCQ
$500\, Hz$ આવૃત્તિ અને $300\, m/s$ વેગ ધરાવતા પ્રગામી તરંગ પરના બે બિંદુઓ વચ્ચેનો કળા તફાવત $60^{\circ}$ છે,તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચેનું લઘુત્તમ અંતર ..... $m$ છે.
A
$0.2$
B
$0.1$
C
$0.5$
D
$0.4$

Solution

(B) તરંગની તરંગલંબાઈ $\lambda$ એ સૂત્ર $\lambda = \frac{v}{f}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $v = 300\, m/s$ અને $f = 500\, Hz$ આપેલ છે,તેથી $\lambda = \frac{300}{500} = 0.6\, m$.
$360^{\circ}$ નો કળા તફાવત એ એક સંપૂર્ણ તરંગલંબાઈ $\lambda$ જેટલા પથ તફાવતને અનુરૂપ છે.
તેથી,$\Delta\phi = 60^{\circ}$ નો કળા તફાવત એ પથ તફાવત $\Delta x$ ને અનુરૂપ છે,જે $\Delta x = \frac{\Delta\phi}{360^{\circ}} \times \lambda$ દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા,$\Delta x = \frac{60^{\circ}}{360^{\circ}} \times 0.6\, m = \frac{1}{6} \times 0.6\, m = 0.1\, m$.
152
MediumMCQ
એક વ્યક્તિ તેના હાથને પહેલા ઉપર અને પછી નીચે હલાવીને દોરીમાં તરંગ ઉત્પન્ન કરે છે. જો આવૃત્તિ $\frac{1}{8} \, Hz$ હોય,તો ઉદગમથી $9 \, m$ અંતરે રહેલા કણને પ્રથમ વખત નીચેના અંતિમ બિંદુ (lower extreme) સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય શોધો. (આપેલ છે: $\lambda = 24 \, m$)
A
$3$
B
$5$
C
$9$
D
$8$

Solution

(C) આપેલ આવૃત્તિ $f = \frac{1}{8} \, Hz$.
તેથી,આવર્તકાળ $T = \frac{1}{f} = 8 \, s$.
આપેલ તરંગલંબાઈ $\lambda = 24 \, m$.
તરંગની ઝડપ $v = f \lambda = \frac{1}{8} \times 24 = 3 \, m/s$.
તરંગને $x = 9 \, m$ અંતરે રહેલા કણ સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય $t_1 = \frac{x}{v} = \frac{9}{3} = 3 \, s$.
કણ તેની ગતિ મધ્યમાન સ્થિતિથી શરૂ કરે છે (પહેલા ઉપર જાય છે). પ્રથમ વખત નીચેના અંતિમ બિંદુ સુધી પહોંચવા માટે,કણે તેના દોલન ચક્રનો $\frac{3}{4}$ ભાગ પૂર્ણ કરવો પડે.
તરંગ કણ સુધી પહોંચે ત્યારથી કણને નીચેના અંતિમ બિંદુ સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય $t_2 = \frac{3T}{4} = \frac{3}{4} \times 8 = 6 \, s$.
કુલ લાગતો સમય = $t_1 + t_2 = 3 \, s + 6 \, s = 9 \, s$.
153
MediumMCQ
તરંગનું સમીકરણ $y = 10^{-4} \sin(60t + 2x)$ છે,જ્યાં $x$ અને $y$ મીટરમાં છે અને $t$ સેકન્ડમાં છે. નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?
A
તરંગની આવૃત્તિ $50\pi \ Hz$ છે
B
તરંગ $30 \ m/s$ ના વેગ સાથે $x$-અક્ષની ઋણ દિશામાં ગતિ કરે છે
C
તરંગની તરંગલંબાઈ $\pi \ m$ છે
D
ઉપરના તમામ

Solution

(C) પ્રમાણિત તરંગ સમીકરણ $y = A \sin(\omega t + kx)$ છે.
આપેલ સમીકરણ $y = 10^{-4} \sin(60t + 2x)$ ને પ્રમાણિત સ્વરૂપ સાથે સરખાવતા:
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 60 \ rad/s$ અને તરંગ સંખ્યા $k = 2 \ m^{-1}$ મળે છે.
$\omega = 2\pi f$ હોવાથી,$60 = 2\pi f$,જેનો અર્થ છે કે $f = \frac{30}{\pi} \ Hz$.
તરંગનો વેગ $v = \frac{\omega}{k} = \frac{60}{2} = 30 \ m/s$. અહીં $\omega t$ અને $kx$ વચ્ચે ધન ચિહ્ન હોવાથી,તરંગ $x$-અક્ષની ઋણ દિશામાં ગતિ કરે છે.
તરંગલંબાઈ $\lambda = \frac{2\pi}{k} = \frac{2\pi}{2} = \pi \ m$.
આ પરિણામોને વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.
154
MediumMCQ
$x$-અક્ષ પર ગતિ કરતા તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = 0.005 \cos(\alpha x - \beta t)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જો તરંગની તરંગલંબાઈ અને આવર્તકાળ અનુક્રમે $0.08 \ m$ અને $2.0 \ s$ હોય,તો યોગ્ય એકમોમાં $\alpha$ અને $\beta$ ના મૂલ્યો શોધો.
A
$\alpha = 25.00\pi; \beta = \pi$
B
$\alpha = \frac{0.08}{\pi}; \beta = \frac{2.0}{\pi}$
C
$\alpha = \frac{0.04}{\pi}; \beta = \frac{1.0}{\pi}$
D
$\alpha = 12.50\pi; \beta = \frac{\pi}{2.0}$

Solution

(A) તરંગનું સામાન્ય સમીકરણ $y(x, t) = A \cos(kx - \omega t)$ છે.
અહીં,$k = \alpha$ (તરંગ સંખ્યા) અને $\omega = \beta$ (કોણીય આવૃત્તિ) છે.
તરંગ સંખ્યા $k = \frac{2\pi}{\lambda}$ છે.
આપેલ છે કે $\lambda = 0.08 \ m$,તેથી $\alpha = \frac{2\pi}{0.08} = 25\pi \ rad/m$.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = \frac{2\pi}{T}$ છે.
આપેલ છે કે $T = 2.0 \ s$,તેથી $\beta = \frac{2\pi}{2.0} = \pi \ rad/s$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
155
DifficultMCQ
માધ્યમમાં એક લંબગત તરંગનું સમીકરણ $y = A \sin^2 (\omega t - kx)$ છે. જો $A$ નું મૂલ્ય ($\lambda$ = તરંગલંબાઈ) હોય,તો માધ્યમના કણોના મહત્તમ વેગનું મૂલ્ય તરંગના વેગ જેટલું થશે.
A
$\lambda / 2\pi$
B
$\lambda / 4\pi$
C
$\lambda / \pi$
D
$2\lambda / \pi$

Solution

(A) આપેલ તરંગ સમીકરણ $y = A \sin^2 (\omega t - kx)$ છે.
ત્રિકોણમિતીય નિત્યસમ $\sin^2 \theta = \frac{1 - \cos(2\theta)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણે સમીકરણને આ રીતે લખી શકીએ:
$y = \frac{A}{2} [1 - \cos(2\omega t - 2kx)]$.
કણનો વેગ $v_p$ એ $y$ નું સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન છે:
$v_p = \frac{\partial y}{\partial t} = \frac{A}{2} [2\omega \sin(2\omega t - 2kx)] = A\omega \sin(2\omega t - 2kx)$.
કણનો મહત્તમ વેગ $(v_p)_{\max} = A\omega$ છે.
તરંગનો વેગ $v$ એ વિધેયના આર્ગ્યુમેન્ટમાં $t$ ના સહગુણક અને $x$ ના સહગુણકનો ગુણોત્તર છે:
$v = \frac{2\omega}{2k} = \frac{\omega}{k}$.
કારણ કે $k = \frac{2\pi}{\lambda}$,તેથી $v = \frac{\omega}{2\pi / \lambda} = \frac{\omega \lambda}{2\pi}$.
પ્રશ્ન મુજબ,$(v_p)_{\max} = v$:
$A\omega = \frac{\omega \lambda}{2\pi}$.
$A$ માટે ઉકેલતા,આપણને $A = \frac{\lambda}{2\pi}$ મળે છે.
156
MediumMCQ
માધ્યમમાં પ્રસરતા તરંગો માટે,અન્યથી સ્વતંત્ર હોય તેવો ગુણધર્મ ઓળખો.
A
વેગ
B
તરંગલંબાઈ
C
આવૃત્તિ
D
આ બધા એકબીજા પર આધાર રાખે છે

Solution

(C) તરંગની આવૃત્તિ માત્ર તરંગના ઉદગમ સ્થાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જ્યારે તરંગ એક માધ્યમમાંથી બીજા માધ્યમમાં જાય છે,ત્યારે તેની આવૃત્તિ અચળ રહે છે,જ્યારે તેનો વેગ અને તરંગલંબાઈ માધ્યમના ગુણધર્મોને આધારે બદલાય છે. તેથી,આવૃત્તિ એ માધ્યમના ગુણધર્મો અને અન્ય તરંગ પરિમાણોથી સ્વતંત્ર છે.
157
MediumMCQ
એક લંબગત તરંગ $y = \frac{10}{\pi} \sin \left( \frac{2\pi}{T}t - \frac{2\pi}{\lambda}x \right)$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. તરંગલંબાઈના કયા મૂલ્ય માટે તરંગનો વેગ એ કણના મહત્તમ વેગ કરતા બમણો હશે ($cm$ માં)?
A
$40$
B
$20$
C
$10$
D
$60$

Solution

(A) આપેલ તરંગ સમીકરણ $y = a \sin \left( \frac{2\pi}{T}t - \frac{2\pi}{\lambda}x \right)$ છે,જ્યાં કંપવિસ્તાર $a = \frac{10}{\pi} \ cm$ છે.
તરંગનો વેગ $v = \frac{\omega}{k} = \frac{2\pi/T}{2\pi/\lambda} = \frac{\lambda}{T} = f\lambda$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કણનો મહત્તમ વેગ $v_{p,max} = a\omega = a \left( \frac{2\pi}{T} \right)$ છે.
પ્રશ્ન મુજબ,તરંગનો વેગ એ કણના મહત્તમ વેગ કરતા બમણો છે:
$v = 2 v_{p,max}$
સમીકરણો મૂકતા:
$\frac{\lambda}{T} = 2 \left( a \cdot \frac{2\pi}{T} \right)$
બંને બાજુથી $T$ દૂર કરતા:
$\lambda = 4\pi a$
$a = \frac{10}{\pi} \ cm$ ની કિંમત મૂકતા:
$\lambda = 4\pi \left( \frac{10}{\pi} \right) = 40 \ cm$.
158
MediumMCQ
જ્યારે બે ધ્વનિ તરંગો એક માધ્યમમાં સમાન દિશામાં ગતિ કરે છે,ત્યારે સમય $t$ પર $x$ સ્થાન પર રહેલા કણનું સ્થાનાંતર નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે:
$y_1 = 0.05 \cos(0.50 \pi x - 100 \pi t)$
$y_2 = 0.05 \cos(0.46 \pi x - 92 \pi t)$
તો તરંગનો વેગ..... $m/s$ છે.
A
$92$
B
$200$
C
$100$
D
$332$

Solution

(B) પ્રગામી તરંગ માટેનું પ્રમાણિત સમીકરણ $y(x, t) = A \cos(kx - \omega t)$ છે,જ્યાં $k = \frac{\omega}{v}$ છે.
પ્રથમ તરંગ $y_1 = 0.05 \cos(0.50 \pi x - 100 \pi t)$ માટે:
પ્રમાણિત સમીકરણ સાથે સરખાવતા,કોણીય આવૃત્તિ $\omega_1 = 100 \pi \text{ rad/s}$ અને તરંગ સંખ્યા $k_1 = 0.50 \pi \text{ rad/m}$ મળે છે.
વેગ $v_1 = \frac{\omega_1}{k_1} = \frac{100 \pi}{0.50 \pi} = 200 \text{ m/s}$ મળે છે.
બીજા તરંગ $y_2 = 0.05 \cos(0.46 \pi x - 92 \pi t)$ માટે:
પ્રમાણિત સમીકરણ સાથે સરખાવતા,કોણીય આવૃત્તિ $\omega_2 = 92 \pi \text{ rad/s}$ અને તરંગ સંખ્યા $k_2 = 0.46 \pi \text{ rad/m}$ મળે છે.
વેગ $v_2 = \frac{\omega_2}{k_2} = \frac{92 \pi}{0.46 \pi} = 200 \text{ m/s}$ મળે છે.
બંને તરંગોનો વેગ સમાન હોવાથી,તરંગનો વેગ $200 \text{ m/s}$ છે.
159
DifficultMCQ
એક લંબગત તરંગમાં,સમાન ક્ષણે શૃંગ અને નજીકના ગર્ત વચ્ચેનું અંતર $4.0 \, cm$ છે અને સમાન સ્થાને શૃંગ અને ગર્ત વચ્ચેનું અંતર $1.0 \, cm$ છે. $0.4 \, s$ ના સમયગાળા પછી તે જ સ્થાને આગામી શૃંગ દેખાય છે. માધ્યમમાં કંપન કરતા કણોની મહત્તમ ઝડપ કેટલી હશે?
A
$\frac{3\pi}{2} \, cm/s$
B
$\frac{5\pi}{2} \, cm/s$
C
$\frac{\pi}{2} \, cm/s$
D
$2\pi \, cm/s$

Solution

(B) સમાન ક્ષણે શૃંગ અને નજીકના ગર્ત વચ્ચેનું અંતર એ તરંગલંબાઈના અડધા $(\lambda/2)$ જેટલું હોય છે.
આપેલ છે કે $\lambda/2 = 4.0 \, cm$,તેથી $\lambda = 8.0 \, cm$.
સમાન સ્થાને શૃંગ અને ગર્ત વચ્ચેનું અંતર એ કંપવિસ્તારના બમણા $(2a)$ જેટલું હોય છે.
આપેલ છે કે $2a = 1.0 \, cm$,તેથી $a = 0.5 \, cm$.
સમાન સ્થાને બે ક્રમિક શૃંગ વચ્ચેનો સમયગાળો એ આવર્તકાળ $(T)$ છે.
આપેલ છે કે $T = 0.4 \, s$.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{0.4} = 5\pi \, rad/s$ થાય.
કંપન કરતા કણોની મહત્તમ ઝડપ $v_{max} = a\omega$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા: $v_{max} = 0.5 \times 5\pi = 2.5\pi = \frac{5\pi}{2} \, cm/s$.
160
DifficultMCQ
ધન $x$-દિશામાં પ્રસરતા તરંગનું વિક્ષેપ $y(x, t)$ સમય $t = 0$ પર $y = \frac{1}{1 + x^2}$ અને $t = 2 \ s$ પર $y = \frac{1}{1 + (x - 1)^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $x$ અને $y$ મીટરમાં છે. પ્રસરણ દરમિયાન તરંગના વિક્ષેપનો આકાર બદલાતો નથી. $m/s$ માં તરંગનો વેગ કેટલો હશે?
A
$2$
B
$4$
C
$0.5$
D
$1$

Solution

(C) ધન $x$-દિશામાં પ્રસરતા તરંગનું સામાન્ય સમીકરણ $y(x, t) = f(x - vt)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $v$ એ તરંગનો વેગ છે.
સમય $t = 0$ પર,સમીકરણ $y = f(x) = \frac{1}{1 + x^2}$ છે.
કોઈપણ સમયે $t$ પર,સમીકરણ $y = f(x - vt) = \frac{1}{1 + (x - vt)^2}$ બને છે.
આપેલ છે કે $t = 2 \ s$ પર,સમીકરણ $y = \frac{1}{1 + (x - 1)^2}$ છે.
$t = 2 \ s$ માટે બંને સમીકરણોની સરખામણી કરતા:
$vt = 1$
અહીં $t = 2 \ s$ હોવાથી,$v(2) = 1$ મળે.
તેથી,$v = \frac{1}{2} = 0.5 \ m/s$.
161
MediumMCQ
એક પ્રગામી હાર્મોનિક તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = 10^{-3} \sin(50t + 2x)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $x$ અને $y$ મીટરમાં છે અને $t$ સેકન્ડમાં છે. તરંગ વિશે નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?
A
તરંગ ધન $x$-અક્ષની દિશામાં $25 \ m/s$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે.
B
તરંગ ધન $x$-અક્ષની દિશામાં $100 \ m/s$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે.
C
તરંગ ઋણ $x$-અક્ષની દિશામાં $25 \ m/s$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે.
D
તરંગ ઋણ $x$-અક્ષની દિશામાં $100 \ m/s$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે.

Solution

(C) પ્રગામી હાર્મોનિક તરંગનું સામાન્ય સમીકરણ $y(x, t) = A \sin(\omega t + kx + \phi)$ છે.
આપેલ સમીકરણ $y(x, t) = 10^{-3} \sin(50t + 2x)$ સાથે સરખાવતા:
અહીં,$\omega = 50 \ rad/s$ અને $k = 2 \ rad/m$ છે.
$t$ અને $x$ પદો વચ્ચેની નિશાની ધન $(+)$ હોવાથી,તરંગ ઋણ $x$-અક્ષની દિશામાં ગતિ કરે છે.
તરંગની ઝડપ $v$ એ કોણીય આવૃત્તિ અને તરંગ સંખ્યાનો ગુણોત્તર છે: $v = \frac{\omega}{k}$.
કિંમતો મૂકતા: $v = \frac{50}{2} = 25 \ m/s$.
તેથી,તરંગ $25 \ m/s$ ની ઝડપે ઋણ $x$-અક્ષની દિશામાં ગતિ કરે છે.
162
MediumMCQ
ધન $x-$ દિશામાં ગતિ કરતા પ્રગામી તરંગને $y(x, t) = A \sin(kx - \omega t + \phi)$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. $t = 0$ સમયે તેનો સ્નેપશોટ આકૃતિમાં આપેલ છે. આ તરંગ માટે,કળા $\phi$ કેટલી હશે?
Question diagram
A
$\pi$
B
$\frac{\pi}{2}$
C
$-\frac{\pi}{2}$
D
$0$

Solution

(A) આપેલ તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = A \sin(kx - \omega t + \phi)$ છે.
$t = 0$ સમયે,સમીકરણ $y(x, 0) = A \sin(kx + \phi)$ બને છે.
આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે $t = 0$ અને $x = 0$ સમયે,સ્થાનાંતર $y(0, 0) = 0$ છે.
આ કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા: $0 = A \sin(k(0) + \phi) \Rightarrow \sin(\phi) = 0$.
આનો અર્થ એ છે કે $\phi = 0$ અથવા $\phi = \pi$.
સાચી કિંમત નક્કી કરવા માટે,આપણે $x = 0$ આગળ તરંગનો ઢાળ તપાસીએ. ઢાળ $\frac{\partial y}{\partial x} = Ak \cos(kx + \phi)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$x = 0$ આગળ,ઢાળ $Ak \cos(\phi)$ છે.
આલેખ પરથી,$x = 0$ આગળ,જેમ $x$ વધે છે તેમ તરંગ નીચેની તરફ જાય છે,જેનો અર્થ છે કે ઢાળ ઋણ છે.
જો $\phi = 0$ હોય,તો ઢાળ $Ak \cos(0) = Ak$ થાય,જે ધન છે.
જો $\phi = \pi$ હોય,તો ઢાળ $Ak \cos(\pi) = -Ak$ થાય,જે ઋણ છે.
તેથી,કળા $\phi = \pi$ હોવી જોઈએ.
Solution diagram
163
MediumMCQ
એક લંબગત તરંગ દોરી પર ડાબેથી જમણે ગતિ કરી રહ્યું છે. બાજુની આકૃતિ કોઈ ચોક્કસ ક્ષણે દોરીનો આકાર દર્શાવે છે. આ ક્ષણે,નીચેનામાંથી ખોટું વિધાન પસંદ કરો.
Question diagram
A
બિંદુઓ $D, E$ અને $F$ નો વેગ ઉપરની તરફ ધન છે.
B
બિંદુઓ $A, B$ અને $H$ નો વેગ નીચેની તરફ ઋણ છે.
C
બિંદુઓ $C$ અને $G$ નો વેગ શૂન્ય છે.
D
બિંદુઓ $A$ અને $E$ નો વેગ ન્યૂનતમ છે.

Solution

(D) કણનો વેગ $v_p = \frac{dy}{dt} = -v \left( \frac{dy}{dx} \right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $v$ એ તરંગનો વેગ છે અને $\frac{dy}{dx}$ એ તે બિંદુએ તરંગનો ઢાળ છે.
$(1)$ ઉપરની તરફના વેગ માટે,$v_p$ ધન હોવો જોઈએ. આ માટે ઢાળ $\frac{dy}{dx}$ ઋણ હોવો જરૂરી છે. આલેખ જોતા,બિંદુઓ $D, E$ અને $F$ પર ઢાળ ઋણ છે. તેથી,આ બિંદુઓ ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે.
$(2)$ નીચેની તરફના વેગ માટે,$v_p$ ઋણ હોવો જોઈએ. આ માટે ઢાળ $\frac{dy}{dx}$ ધન હોવો જરૂરી છે. આલેખ જોતા,બિંદુઓ $A, B$ અને $H$ પર ઢાળ ધન છે. તેથી,આ બિંદુઓ નીચેની તરફ ગતિ કરે છે.
$(3)$ શૂન્ય વેગ માટે,ઢાળ $\frac{dy}{dx}$ શૂન્ય હોવો જોઈએ. આ શૃંગ અને ગર્ત પર થાય છે,જે બિંદુઓ $C$ અને $G$ છે.
$(4)$ કણના વેગનું મૂલ્ય ત્યાં મહત્તમ હોય છે જ્યાં ઢાળ $| \frac{dy}{dx} |$ મહત્તમ હોય. આ બિંદુઓ $A, E$ અને $G$ તથા $H$ ની વચ્ચેના બિંદુ પર થાય છે. બિંદુઓ $A$ અને $E$ નો વેગ મહત્તમ છે,ન્યૂનતમ નથી. તેથી,વિધાન $(D)$ ખોટું છે.
Solution diagram
164
MediumMCQ
તરંગનું સમીકરણ $y = 10^{-4} \sin(60t + 2x)$ છે,જ્યાં $x$ અને $y$ એ $m$ માં છે અને $t$ એ $s$ માં છે. નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?
A
તરંગની આવૃત્તિ $50/\pi \text{ Hz}$ છે.
B
તરંગ $30 \text{ m/s}$ ના વેગ સાથે $x$-અક્ષની ઋણ દિશામાં ગતિ કરે છે.
C
તરંગની તરંગલંબાઈ $\pi \text{ m}$ છે.
D
ઉપરના તમામ

Solution

(C) પ્રમાણિત તરંગ સમીકરણ $y = A \sin(\omega t + kx)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ સમીકરણ $y = 10^{-4} \sin(60t + 2x)$ ને પ્રમાણિત સમીકરણ સાથે સરખાવતા,આપણને મળે છે:
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 60 \text{ rad/s}$ અને તરંગ સંખ્યા $k = 2 \text{ m}^{-1}$.
$\omega t$ અને $kx$ વચ્ચેનું ચિહ્ન ધન હોવાથી,તરંગ $x$-અક્ષની ઋણ દિશામાં ગતિ કરે છે.
આવૃત્તિ $f = \omega / (2\pi) = 60 / (2\pi) = 30/\pi \text{ Hz}$.
તરંગનો વેગ $v = \omega / k = 60 / 2 = 30 \text{ m/s}$.
તરંગલંબાઈ $\lambda = 2\pi / k = 2\pi / 2 = \pi \text{ m}$.
આ પરિણામોને વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.
165
DifficultMCQ
$-z$ દિશામાં ગતિ કરતું તરંગ,જેનું $x$ દિશામાં સ્થાનાંતર $1 \ m$,તરંગલંબાઈ $\pi \ m$ અને આવૃત્તિ $\frac{1}{\pi} \ Hz$ છે,તેને નીચેનામાંથી કયા સમીકરણ દ્વારા દર્શાવી શકાય?
A
$x = \sin(2t + 2z)$
B
$z = \sin(2t + 2x)$
C
$x = \sin(2\pi t - 2z)$
D
$z = \sin(2t - 2x)$

Solution

(A) $-z$ દિશામાં ગતિ કરતા તરંગનું સામાન્ય સમીકરણ $x = A \sin(\omega t + kz)$ છે.
આપેલ છે:
કંપવિસ્તાર $A = 1 \ m$.
તરંગલંબાઈ $\lambda = \pi \ m$.
આવૃત્તિ $f = \frac{1}{\pi} \ Hz$.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 2\pi f = 2\pi \times \frac{1}{\pi} = 2 \ rad/s$.
તરંગ સંખ્યા $k = \frac{2\pi}{\lambda} = \frac{2\pi}{\pi} = 2 \ m^{-1}$.
આ કિંમતોને સામાન્ય સમીકરણમાં મૂકતા,આપણને મળે છે:
$x = 1 \sin(2t + 2z)$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
166
MediumMCQ
$x$ જેટલા પથ તફાવતને અનુરૂપ કળા તફાવત કેટલો થાય?
A
$\frac{2\pi x}{\lambda}$
B
$\frac{2\pi \lambda}{x}$
C
$\frac{\pi x}{\lambda}$
D
$\frac{\pi \lambda}{x}$

Solution

(A) તરંગ માટે કળા તફાવત $(\Delta \phi)$ અને પથ તફાવત $(\Delta x)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$\frac{\Delta \phi}{2\pi} = \frac{\Delta x}{\lambda}$
અહીં આપેલ છે કે પથ તફાવત $\Delta x = x$ છે,તેથી આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{\Delta \phi}{2\pi} = \frac{x}{\lambda}$
કળા તફાવત $\Delta \phi$ માટે સાદું રૂપ આપતા:
$\Delta \phi = \frac{2\pi x}{\lambda}$
167
MediumMCQ
$y = 0.25 \sin(10\pi x - 2\pi t)$ દ્વારા વર્ણવવામાં આવતું તરંગ,જ્યાં $x$ અને $y$ $meters$ માં છે અને $t$ $seconds$ માં છે,તે કઈ દિશામાં ગતિ કરે છે?
A
$+ve$ $x$-દિશામાં $1 \, Hz$ આવૃત્તિ અને $\lambda = 0.2 \, m$ તરંગલંબાઇ સાથે.
B
$-ve$ $x$-દિશામાં $0.25 \, m$ કંપવિસ્તાર અને $\lambda = 0.2 \, m$ તરંગલંબાઇ સાથે.
C
$-ve$ $x$-દિશામાં $1 \, Hz$ આવૃત્તિ સાથે.
D
$+ve$ $x$-દિશામાં $\pi \, Hz$ આવૃત્તિ અને $\lambda = 0.2 \, m$ તરંગલંબાઇ સાથે.

Solution

(A) આપેલ તરંગનું સમીકરણ $y = 0.25 \sin(10\pi x - 2\pi t)$ છે.
આને પ્રમાણિત તરંગ સમીકરણ $y = A \sin(kx - \omega t)$ સાથે સરખાવતા:
$1$. કંપવિસ્તાર $A = 0.25 \, m$.
$2$. તરંગ સંખ્યા $k = 10\pi$. કારણ કે $k = \frac{2\pi}{\lambda}$,તેથી $\lambda = \frac{2\pi}{10\pi} = 0.2 \, m$.
$3$. કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 2\pi$. કારણ કે $\omega = 2\pi f$,તેથી $f = \frac{2\pi}{2\pi} = 1 \, Hz$.
$4$. $kx$ અને $\omega t$ વચ્ચેનું ચિહ્ન ઋણ હોવાથી,તરંગ ધન $x$-દિશામાં ગતિ કરે છે.
તેથી,તરંગ $1 \, Hz$ આવૃત્તિ અને $\lambda = 0.2 \, m$ તરંગલંબાઇ સાથે $+ve$ $x$-દિશામાં ગતિ કરે છે.
168
MediumMCQ
આકૃતિ એક આપેલ ક્ષણે સાઇનસોઇડલ તરંગ દર્શાવે છે. કયા બિંદુઓ સમાન કળામાં છે?
Question diagram
A
$A, B$
B
$B, C$
C
$B, D$
D
$C, E$

Solution

(D) બે બિંદુઓ સમાન કળામાં હોય છે જો તેમનું સરેરાશ સ્થાનથી સ્થાનાંતર સમાન હોય અને તેઓ સમાન દિશામાં ગતિ કરતા હોય.
આપેલ સાઇનસોઇડલ તરંગમાં,બિંદુ $C$ અને $E$ બંને $x$-અક્ષની નીચે છે,તેમનું શિરોલંબ સ્થાનાંતર સમાન છે,અને બંને ઉપરની દિશામાં (સંતુલન સ્થાન તરફ) ગતિ કરી રહ્યા છે. તેથી,બિંદુ $C$ અને $E$ સમાન કળામાં છે.
Solution diagram
169
MediumMCQ
બે તરંગોના સમીકરણો નીચે મુજબ છે: $y_1 = a \sin(\omega t + kx + 0.57) \ m$ અને $y_2 = a \cos(\omega t + kx) \ m$,જ્યાં $x$ એ $meters$ માં અને $t$ એ $seconds$ માં છે. તેમની વચ્ચેનો કળા તફાવત (phase difference) ..... $radian$ છે.
A
$1.0$
B
$1.25$
C
$1.57$
D
$0.57$

Solution

(A) પ્રથમ તરંગનું સમીકરણ $y_1 = a \sin(\omega t + kx + 0.57)$ છે.
તેથી,પ્રથમ તરંગની કળા $\phi_1 = (\omega t + kx + 0.57)$ છે.
બીજા તરંગનું સમીકરણ $y_2 = a \cos(\omega t + kx)$ છે.
ત્રિકોણમિતીય નિત્યસમ $\cos(\theta) = \sin(\theta + \pi/2)$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણે લખી શકીએ કે $y_2 = a \sin(\omega t + kx + \pi/2)$.
તેથી,બીજા તરંગની કળા $\phi_2 = (\omega t + kx + \pi/2)$ છે.
કળા તફાવત $\Delta \phi = \phi_2 - \phi_1$ દ્વારા મળે છે.
$\Delta \phi = (\omega t + kx + \pi/2) - (\omega t + kx + 0.57)$.
$\Delta \phi = \pi/2 - 0.57$.
કારણ કે $\pi \approx 3.14$,તેથી $\pi/2 \approx 1.57$.
$\Delta \phi = 1.57 - 0.57 = 1.0 \ radian$.
170
MediumMCQ
એક પદાર્થ માધ્યમ $A$ માં $100 \, mm$ લાંબા અને માધ્યમ $B$ માં $0.25 \, m$ લાંબા તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે. જો માધ્યમ $A$ માં તરંગનો વેગ $80 \, cm s^{-1}$ હોય,તો માધ્યમ $B$ માં તરંગનો વેગ .... $m s^{-1}$ છે.
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) આપેલ છે: માધ્યમ $A$ માં તરંગલંબાઈ,$\lambda_{A} = 100 \, mm = 0.10 \, m$.
માધ્યમ $B$ માં તરંગલંબાઈ,$\lambda_{B} = 0.25 \, m$.
માધ્યમ $A$ માં વેગ,$v_{A} = 80 \, cm s^{-1} = 0.80 \, m s^{-1}$.
જ્યારે તરંગ એક માધ્યમમાંથી બીજા માધ્યમમાં જાય છે ત્યારે તેની આવૃત્તિ $f$ અચળ રહે છે,તેથી $f = \frac{v_{A}}{\lambda_{A}} = \frac{v_{B}}{\lambda_{B}}$.
$v_{B}$ માટે સૂત્ર બનાવતા,$v_{B} = v_{A} \times \frac{\lambda_{B}}{\lambda_{A}}$.
કિંમતો મૂકતા: $v_{B} = 0.80 \times \frac{0.25}{0.10}$.
$v_{B} = 0.80 \times 2.5 = 2.0 \, m s^{-1}$.
171
MediumMCQ
આપેલ આકૃતિ દોરી પરનું સાઇનસૉઇડલ તરંગ દર્શાવે છે. જો તરંગની આવૃત્તિ $150 \, Hz$ હોય,તો આપેલ તરંગની તરંગલંબાઈ અને વેગ કેટલો હશે?
Question diagram
A
$0.04 \, m, 10 \, ms^{-1}$
B
$0.06 \, m, 12 \, ms^{-1}$
C
$0.08 \, m, 10 \, ms^{-1}$
D
$0.08 \, m, 12 \, ms^{-1}$

Solution

(D) આપેલ છે: તરંગની આવૃત્તિ,$f = 150 \, Hz$.
આકૃતિ પરથી,$20 \, cm$ નું અંતર $2.5$ તરંગલંબાઈ (અથવા $\frac{5}{2}$ ચક્ર) આવરી લે છે.
તેથી,$\frac{5}{2} \lambda = 20 \, cm$.
$\lambda = \frac{20 \times 2}{5} \, cm = 8 \, cm = 0.08 \, m$.
તરંગનો વેગ $v = f \lambda$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$v = 150 \, Hz \times 0.08 \, m = 12 \, ms^{-1}$.
આમ,તરંગલંબાઈ $0.08 \, m$ છે અને વેગ $12 \, ms^{-1}$ છે.
Solution diagram
172
MediumMCQ
આકૃતિ $t = 0$ સમયે તરંગનો સ્નેપશોટ દર્શાવે છે. $x = x_1$ પરનો કણ તે ક્ષણે ઉપરની તરફ ગતિ કરી રહ્યો છે. તરંગના પ્રસરણની દિશા કઈ છે?
Question diagram
A
$+y$
B
$-y$
C
$+x$
D
$-x$

Solution

(C) તરંગના પ્રસરણની દિશા નક્કી કરવા માટે,આપણે $x = x_1$ પરના કણની ગતિ જોઈએ છીએ.
$x = x_1$ પર,કણ તરંગના ચઢતા ઢાળ પર છે અને ઉપરની તરફ ગતિ કરી રહ્યો છે.
$+x$ દિશામાં ગતિ કરતા તરંગ માટે,ચઢતા ઢાળ પરના કણો (જ્યાં ઢાળ ધન હોય છે) ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે.
તેનાથી વિપરીત,$-x$ દિશામાં ગતિ કરતા તરંગ માટે,ચઢતા ઢાળ પરના કણો નીચેની તરફ ગતિ કરે છે.
આમ,$x = x_1$ પરનો કણ ઉપરની તરફ ગતિ કરતો હોવાથી,તરંગ $+x$ દિશામાં પ્રસરણ પામી રહ્યું છે.
173
DifficultMCQ
ધન $X-$ દિશામાં પ્રસરતા તરંગ વિક્ષેપનો કંપવિસ્તાર સમય $t = 0$ પર $y = 1/(1 + x^2)$ અને $t = 2$ સેકન્ડ પર $y = 1/[1 + (x - 1)^2]$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $x$ અને $y$ મીટરમાં છે. પ્રસરણ દરમિયાન તરંગ વિક્ષેપનો આકાર બદલાતો નથી. તરંગનો વેગ ..... $ms^{-1}$ છે.
A
$1$
B
$0.5$
C
$1.5$
D
$2$

Solution

(B) ધન $X-$ દિશામાં આકાર બદલ્યા વિના પ્રસરતા તરંગ માટેનું સામાન્ય સમીકરણ $y = f(x - vt)$ છે.
$t = 0$ સમયે,સમીકરણ $y = f(x) = 1/(1 + x^2)$ છે.
$t = 2$ સેકન્ડ પર,સમીકરણ $y = f(x - 2v) = 1/[1 + (x - 2v)^2]$ છે.
આને $t = 2$ સેકન્ડ પર આપેલા સમીકરણ $y = 1/[1 + (x - 1)^2]$ સાથે સરખાવતા,આપણને મળે છે:
$x - 2v = x - 1$
$2v = 1$
$v = 0.5 \, ms^{-1}$.
174
MediumMCQ
આકૃતિ તરંગ $y = A \sin(\omega t - kx)$ દર્શાવે છે. બિંદુ $B$ પર વક્રના ઢાળનું મૂલ્ય કેટલું છે?
Question diagram
A
$\frac{\omega}{A}$
B
$\frac{k}{A}$
C
$kA$
D
$\omega A$

Solution

(C) આપેલ તરંગ સમીકરણ $y = A \sin(\omega t - kx)$ છે.
કોઈપણ સમયે $t$ પર $x$ ના સાપેક્ષમાં વક્રનો ઢાળ શોધવા માટે,આપણે $y$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં આંશિક વિકલન કરીએ છીએ:
$\frac{\partial y}{\partial x} = A \cos(\omega t - kx) \cdot (-k) = -kA \cos(\omega t - kx)$.
ઢાળનું મૂલ્ય $|\frac{\partial y}{\partial x}| = |kA \cos(\omega t - kx)|$ છે.
બિંદુ $B$ પર,સ્થાનાંતર $y = 0$ છે,જેનો અર્થ છે કે $\sin(\omega t - kx) = 0$. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે $(\omega t - kx) = n\pi$ (જ્યાં $n$ એક પૂર્ણાંક છે).
આ બિંદુઓ પર,$\cos(\omega t - kx) = \pm 1$ થાય છે.
તેથી,$B$ પર ઢાળનું મૂલ્ય $|-kA(\pm 1)| = kA$ છે.
175
MediumMCQ
ખેંચાયેલી દોરીમાં લંબગત તરંગનું સમીકરણ $y = 5 \sin 2\pi \left[ \frac{t}{0.04} - \frac{x}{50} \right]$ છે,જ્યાં અંતર $cm$ માં અને સમય સેકન્ડમાં છે. તરંગની તરંગલંબાઈ .... $cm$ છે.
A
$15$
B
$10$
C
$25$
D
$50$

Solution

(D) લંબગત તરંગનું પ્રમાણિત સમીકરણ $y = A \sin 2\pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{\lambda} \right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ સમીકરણ $y = 5 \sin 2\pi \left[ \frac{t}{0.04} - \frac{x}{50} \right]$ ને પ્રમાણિત સમીકરણ સાથે સરખાવતા,આપણને પદ $\frac{x}{\lambda} = \frac{x}{50}$ મળે છે.
તેથી,તરંગલંબાઈ $\lambda = 50 \, cm$ છે.
176
MediumMCQ
સ્થળાંતર સમીકરણ $y = \frac{1}{\sqrt{a}} \sin \omega t \pm \frac{1}{\sqrt{b}} \cos \omega t$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતા તરંગનો કંપવિસ્તાર કેટલો હશે?
A
$\frac{\sqrt{a + b}}{\sqrt{ab}}$
B
$\frac{\sqrt{a} + \sqrt{b}}{ab}$
C
$\frac{\sqrt{a} - \sqrt{b}}{ab}$
D
$\frac{\sqrt{a - b}}{\sqrt{ab}}$

Solution

(A) આપેલ સમીકરણ $y = A_1 \sin \omega t + A_2 \cos \omega t$ ના સ્વરૂપમાં છે,જ્યાં $A_1 = \frac{1}{\sqrt{a}}$ અને $A_2 = \frac{1}{\sqrt{b}}$ છે.
$y = A_1 \sin \omega t + A_2 \cos \omega t$ સ્વરૂપના સમીકરણ માટે,પરિણામી કંપવિસ્તાર $A = \sqrt{A_1^2 + A_2^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$A_1$ અને $A_2$ ની કિંમતો મૂકતા:
$A = \sqrt{\left(\frac{1}{\sqrt{a}}\right)^2 + \left(\frac{1}{\sqrt{b}}\right)^2}$
$A = \sqrt{\frac{1}{a} + \frac{1}{b}}$
$A = \sqrt{\frac{b + a}{ab}}$
$A = \frac{\sqrt{a + b}}{\sqrt{ab}}$
177
MediumMCQ
એન્કર પર રહેલી એક હોડીને એવા મોજાં દ્વારા હલાવવામાં આવે છે જેના શિખરો $100 \ m$ દૂર છે અને વેગ $25 \ m/s$ છે. હોડી દરેક કેટલા સેકન્ડમાં એકવાર ઉપર-નીચે થાય છે?
A
$2500$
B
$75$
C
$4$
D
$0.25$

Solution

(C) તરંગલંબાઈ $\lambda$ એ બે ક્રમિક શિખરો વચ્ચેનું અંતર છે,તેથી $\lambda = 100 \ m$.
આપેલ તરંગનો વેગ $v = 25 \ m/s$ છે.
તરંગની આવૃત્તિ $f$ એ સૂત્ર $v = f \lambda$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે $f = \frac{v}{\lambda}$.
કિંમતો મૂકતા,$f = \frac{25}{100} = 0.25 \ Hz$.
સમયગાળો $T$ એ એક સંપૂર્ણ ઉછાળા માટે લાગતો સમય છે,જે આવૃત્તિનો વ્યસ્ત છે: $T = \frac{1}{f}$.
તેથી,$T = \frac{1}{0.25} = 4 \ s$.
178
EasyMCQ
માધ્યમમાં પ્રસરતા તરંગ માટે, અન્યથી સ્વતંત્ર હોય તેવો ગુણધર્મ ઓળખો.
A
વેગ
B
તરંગલંબાઈ
C
આવૃત્તિ
D
આ બધા એકબીજા પર આધાર રાખે છે

Solution

(C) જ્યારે તરંગ એક માધ્યમમાંથી બીજા માધ્યમમાં જાય છે, ત્યારે તેનો વેગ $(v)$ અને તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ માધ્યમના ગુણધર્મો (જેમ કે વક્રીભવનાંક અથવા ઘનતા) પર આધાર રાખીને બદલાય છે.
જોકે, તરંગની આવૃત્તિ $(f)$ ફક્ત તરંગના ઉદગમ સ્થાન દ્વારા નક્કી થાય છે અને તે જે માધ્યમમાંથી પ્રસરણ પામે છે તેનાથી સ્વતંત્ર રહે છે.
તેથી, આવૃત્તિ એ માધ્યમના ગુણધર્મોથી સ્વતંત્ર છે, જ્યારે વેગ અને તરંગલંબાઈ તેના પર આધારિત છે.
179
MediumMCQ
એક દોરી પર તરંગ ગતિ કરી રહ્યું છે અને તેના કણોનું સ્થાનાંતર $x = A \sin (2t - 0.1x)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. તો તરંગની તરંગલંબાઈ કેટલી હશે?
A
$10\pi$
B
$20\pi$
C
$40\pi$
D
$20$

Solution

(B) ગતિ કરતા તરંગનું પ્રમાણિત સમીકરણ $y = A \sin (\omega t - kx)$ છે.
આપેલ સમીકરણ $x = A \sin (2t - 0.1x)$ ને પ્રમાણિત સ્વરૂપ સાથે સરખાવતા,આપણને તરંગ સંખ્યા $k = 0.1$ મળે છે.
તરંગ સંખ્યા $k$ અને તરંગલંબાઈ $\lambda$ વચ્ચેનો સંબંધ $k = \frac{2\pi}{\lambda}$ છે.
$k$ ની કિંમત મૂકતા:
$0.1 = \frac{2\pi}{\lambda}$
$\lambda = \frac{2\pi}{0.1} = 20\pi$.
તેથી,તરંગની તરંગલંબાઈ $20\pi$ છે.
180
MediumMCQ
$Assertion :$ તરંગની ઝડપ $= \frac{\text{તરંગલંબાઈ}}{\text{આવર્તકાળ}}$
$Reason :$ તરંગલંબાઈ એ સમાન કળામાં રહેલા બે નજીકના કણો વચ્ચેનું અંતર છે.
A
જો વિધાન અને કારણ બંને સાચા હોય અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી હોય.
B
જો વિધાન અને કારણ બંને સાચા હોય પરંતુ કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી ન હોય.
C
જો વિધાન સાચું હોય પરંતુ કારણ ખોટું હોય.
D
જો વિધાન અને કારણ બંને ખોટા હોય.

Solution

(A) તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ એ સમાન કળામાં રહેલા બે નજીકના કણો વચ્ચેના અંતર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.
આવર્તકાળ $(T)$ એ તરંગ દ્વારા એક તરંગલંબાઈ જેટલું અંતર કાપવા માટે લાગતો સમય છે.
વ્યાખ્યા મુજબ,તરંગની ઝડપ $(v)$ એ એકમ સમયમાં કાપેલું અંતર છે.
તેથી,$v = \frac{\lambda}{T}$,એટલે કે $\text{તરંગની ઝડપ} = \frac{\text{તરંગલંબાઈ}}{\text{આવર્તકાળ}}$.
કારણ કે કારણ એ તરંગલંબાઈને યોગ્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરે છે અને વિધાનમાં આપેલા સંબંધનો આધાર પૂરો પાડે છે,તેથી કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.
181
Medium
દોરી પર ગતિ કરતા તરંગનું સમીકરણ નીચે મુજબ છે,
$y(x, t) = 0.005 \sin (80.0 x - 3.0 t)$
જ્યાં સંખ્યાત્મક અચળાંકો $SI$ એકમોમાં છે ($0.005 \, m, 80.0 \, rad \, m^{-1},$ અને $3.0 \, rad \, s^{-1}$). ગણતરી કરો:
$(a)$ કંપવિસ્તાર,
$(b)$ તરંગલંબાઈ,અને
$(c)$ તરંગનો આવર્તકાળ અને આવૃત્તિ.
વધુમાં,$x = 30.0 \, cm$ અંતરે અને $t = 20 \, s$ સમયે તરંગનું સ્થાનાંતર $y$ શોધો.

Solution

(N/A) પ્રમાણિત તરંગ સમીકરણ $y(x, t) = a \sin (kx - \omega t)$ છે.
$(a)$ આપેલ સમીકરણને પ્રમાણિત સ્વરૂપ સાથે સરખાવતા,કંપવિસ્તાર $a = 0.005 \, m = 5 \, mm$ મળે છે.
$(b)$ કોણીય તરંગ સંખ્યા $k = 80.0 \, m^{-1}$ છે. તરંગલંબાઈ $\lambda$ માટેનું સૂત્ર $\lambda = 2\pi / k = 2\pi / 80.0 \approx 0.0785 \, m = 7.85 \, cm$ છે.
$(c)$ કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 3.0 \, rad \, s^{-1}$ છે. આવર્તકાળ $T = 2\pi / \omega = 2\pi / 3.0 \approx 2.09 \, s$ છે. આવૃત્તિ $\nu = 1 / T = 3.0 / 2\pi \approx 0.48 \, Hz$ છે.
$x = 30.0 \, cm = 0.3 \, m$ અને $t = 20 \, s$ પર સ્થાનાંતર માટે:
$y = 0.005 \sin (80.0 \times 0.3 - 3.0 \times 20) = 0.005 \sin (24 - 60) = 0.005 \sin (-36 \, rad)$.
$\sin(-36 \, rad) \approx \sin(-36 + 12\pi) \approx \sin(1.699 \, rad) \approx 0.992$ હોવાથી,
$y \approx 0.005 \times 0.992 \approx 0.00496 \, m \approx 5 \, mm$.
182
Medium
તમે શીખ્યા છો કે એક પરિમાણમાં પ્રગામી તરંગને વિધેય $y=f(x, t)$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $x$ અને $t$ એ $x-vt$ અથવા $x+vt$ ના સંયોજનમાં હોવા જોઈએ,એટલે કે $y=f(x \pm vt)$. શું આનું પ્રતિપ વિધાન સાચું છે? તપાસો કે શું $y$ માટેના નીચેના વિધેયો પ્રગામી તરંગ દર્શાવી શકે છે:
$(a)$ $(x-vt)^2$
$(b)$ $\log[(x+vt)/x_0]$
$(c)$ $1/(x+vt)$

Solution

(NONE) આનું પ્રતિપ વિધાન સાચું નથી. વિધેય $y=f(x \pm vt)$ પ્રગામી તરંગ ત્યારે જ દર્શાવે જો તે $x$ અને $t$ ના તમામ મૂલ્યો માટે સીમિત (finite) રહે.
$(a)$ $y = (x-vt)^2$ માટે: જેમ $x \to \infty$ અથવા $t \to \infty$ થાય,તેમ $y \to \infty$ થાય છે. આ વિધેય $x$ અને $t$ ના તમામ મૂલ્યો માટે સીમિત રહેતું નથી,તેથી તે ભૌતિક રીતે શક્ય પ્રગામી તરંગ દર્શાવતું નથી.
$(b)$ $y = \log[(x+vt)/x_0]$ માટે: જેમ $x+vt \to 0$ થાય,તેમ $y \to -\infty$ થાય છે. આ વિધેય $x$ અને $t$ ના તમામ મૂલ્યો માટે સીમિત રહેતું નથી,તેથી તે ભૌતિક રીતે શક્ય પ્રગામી તરંગ દર્શાવતું નથી.
$(c)$ $y = 1/(x+vt)$ માટે: જેમ $x+vt \to 0$ થાય,તેમ $y \to \infty$ થાય છે. આ વિધેય $x$ અને $t$ ના તમામ મૂલ્યો માટે સીમિત રહેતું નથી,તેથી તે ભૌતિક રીતે શક્ય પ્રગામી તરંગ દર્શાવતું નથી.
183
Medium
તરંગ $y(x, t) = 3.0 \sin (36 t + 0.018 x + \pi / 4)$ માટે,$x = 0, 2$ અને $4 \; cm$ માટે સ્થાનાંતર $(y)$ વિરુદ્ધ સમય $(t)$ ના આલેખ દોરો. આ આલેખનો આકાર કેવો છે? પ્રગામી તરંગમાં દોલિત ગતિ કઈ બાબતોમાં એક બિંદુથી બીજા બિંદુએ અલગ પડે છે: કંપવિસ્તાર,આવૃત્તિ કે કળા?

Solution

(N/A) આપેલ લંબગત હાર્મોનિક તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = 3.0 \sin (36 t + 0.018 x + \pi / 4)$ છે.
$x = 0, 2$ અને $4 \; cm$ માટે,સમીકરણો નીચે મુજબ છે:
$y(0, t) = 3.0 \sin (36 t + \pi / 4)$
$y(2, t) = 3.0 \sin (36 t + 0.036 + \pi / 4)$
$y(4, t) = 3.0 \sin (36 t + 0.072 + \pi / 4)$
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 36 \; rad/s$ છે,તેથી આવર્તકાળ $T = 2\pi / \omega = \pi / 18 \; s$ થાય.
આ આલેખનો આકાર સાઇનસૉઇડલ (sinusoidal) છે. પ્રગામી તરંગમાં,કંપવિસ્તાર અને આવૃત્તિ તમામ બિંદુઓ માટે અચળ રહે છે,પરંતુ તરંગ સમીકરણમાં $kx$ પદને કારણે કળા (phase) એક બિંદુથી બીજા બિંદુએ બદલાય છે.
Solution diagram
184
Medium
પ્રગામી હાર્મોનિક તરંગ $y(x, t) = 2.0 \cos 2 \pi(10 t - 0.0080 x + 0.35)$ માટે,જ્યાં $x$ અને $y$ એ $cm$ માં છે અને $t$ એ $s$ માં છે. નીચેના અંતરે રહેલા બે બિંદુઓની દોલિત ગતિ વચ્ચેનો કળા તફાવત (phase difference) ગણો:
$(a)$ $4 \, m$
$(b)$ $0.5 \, m$
$(c)$ $\lambda / 2$
$(d)$ $3 \lambda / 4$

Solution

(N/A) પ્રગામી હાર્મોનિક તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = 2.0 \cos 2 \pi(10 t - 0.0080 x + 0.35)$ આપેલ છે.
આ સમીકરણને પ્રમાણિત તરંગ સમીકરણ $y = a \cos(2 \pi \nu t - kx + \phi_0)$ સાથે સરખાવતા:
પ્રસરણ અચળાંક $k = 0.0160 \pi \, rad/cm$ મળે છે.
$\Delta x$ અંતરે રહેલા બે બિંદુઓ વચ્ચેનો કળા તફાવત $\Delta \phi = k \Delta x$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$(a)$ $\Delta x = 4 \, m = 400 \, cm$ માટે:
$\Delta \phi = (0.0160 \pi \, rad/cm) \times (400 \, cm) = 6.4 \pi \, rad$.
$(b)$ $\Delta x = 0.5 \, m = 50 \, cm$ માટે:
$\Delta \phi = (0.0160 \pi \, rad/cm) \times (50 \, cm) = 0.8 \pi \, rad$.
$(c)$ $\Delta x = \lambda / 2$ માટે:
$k = 2 \pi / \lambda$ હોવાથી,$\Delta \phi = (2 \pi / \lambda) \times (\lambda / 2) = \pi \, rad$.
$(d)$ $\Delta x = 3 \lambda / 4$ માટે:
$\Delta \phi = (2 \pi / \lambda) \times (3 \lambda / 4) = 1.5 \pi \, rad$.
185
Medium
દોરી પરના એક પ્રગામી હાર્મોનિક તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = 7.5 \sin (0.0050 x + 12 t + \pi / 4)$ છે.
$(a)$ $x = 1 \; cm$ અને $t = 1 \; s$ સમયે બિંદુનું સ્થાનાંતર અને દોલનનો વેગ કેટલો હશે? શું આ વેગ તરંગના પ્રસરણ વેગ જેટલો છે?
$(b)$ દોરી પરના એવા બિંદુઓ શોધો કે જેનું સ્થાનાંતર અને વેગ $x = 1 \; cm$ બિંદુના $t = 2 \; s, 5 \; s$ અને $11 \; s$ સમયના સ્થાનાંતર અને વેગ જેટલું જ હોય.

Solution

(A) આપેલ હાર્મોનિક તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = 7.5 \sin (0.0050 x + 12 t + \pi / 4)$ છે.
$(a)$ $x = 1 \; cm$ અને $t = 1 \; s$ માટે:
$y(1, 1) = 7.5 \sin (0.0050 + 12 + \pi / 4) = 7.5 \sin (12.0050 + 0.785) = 7.5 \sin (12.79 \; rad)$.
ડિગ્રીમાં ફેરવતા: $12.79 \times (180 / \pi) \approx 732.81^{\circ}$.
$y = 7.5 \sin (732.81^{\circ}) = 7.5 \sin (8 \times 90^{\circ} + 12.81^{\circ}) = 7.5 \sin (12.81^{\circ}) \approx 7.5 \times 0.2217 \approx 1.663 \; cm$.
દોલનનો વેગ $v = \frac{\partial y}{\partial t} = 7.5 \times 12 \cos (0.0050 x + 12 t + \pi / 4) = 90 \cos (0.0050 x + 12 t + \pi / 4)$.
$x = 1 \; cm, t = 1 \; s$ માટે: $v = 90 \cos (12.79 \; rad) = 90 \cos (12.81^{\circ}) \approx 90 \times 0.975 = 87.75 \; cm/s$.
તરંગના પ્રસરણનો વેગ $v_p = \omega / k = 12 / 0.0050 = 2400 \; cm/s$.
અહીં $87.75 \; cm/s \neq 2400 \; cm/s$ હોવાથી,દોલનનો વેગ તરંગના પ્રસરણ વેગ જેટલો નથી.
$(b)$ તરંગલંબાઈ $\lambda = 2 \pi / k = 2 \pi / 0.0050 = 1256 \; cm = 12.56 \; m$.
સમાન સ્થાનાંતર અને વેગ ધરાવતા બિંદુઓ તરંગલંબાઈ $\lambda$ ના પૂર્ણાંક ગુણાંકમાં હોય છે. તેથી,બિંદુઓ $x = (1 \; cm \pm n \lambda)$ છે,જ્યાં $n = 1, 2, 3, \dots$.
186
Medium
$8.0 \times 10^{-3} \; kg \; m^{-1}$ રેખીય દળ ઘનતા ધરાવતી એક લાંબી દોરીનો એક છેડો $256 \; Hz$ આવૃત્તિ ધરાવતા ઇલેક્ટ્રિકલી સંચાલિત ટ્યુનિંગ ફોર્ક સાથે જોડાયેલ છે. બીજો છેડો ગરગડી પરથી પસાર થઈને $90 \; kg$ દળ ધરાવતા પાત્ર સાથે બાંધેલ છે. ગરગડીનો છેડો બધી જ આવતી ઉર્જાનું શોષણ કરે છે જેથી આ છેડે પરાવર્તિત તરંગોનો કંપવિસ્તાર નગણ્ય હોય છે. $t=0$ સમયે,દોરીનો ડાબો છેડો (ફોર્કનો છેડો) $x=0$ પાસે શૂન્ય સ્થાનાંતર $(y=0)$ ધરાવે છે અને તે ધન $y$-દિશામાં ગતિ કરે છે. તરંગનો કંપવિસ્તાર $5.0 \; cm$ છે. દોરી પરના તરંગનું વર્ણન કરતા સ્થાનાંતર $y$ ને $x$ અને $t$ ના વિધેય તરીકે લખો.

Solution

(N/A) ધન $x$-દિશામાં પ્રસરતા તરંગનું સમીકરણ $y(x, t) = a \sin(\omega t - kx + \phi)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$y(0, 0) = 0$ આપેલ હોવાથી,$a \sin(\phi) = 0$,તેથી $\phi = 0$.
રેખીય દળ ઘનતા $\mu = 8.0 \times 10^{-3} \; kg \; m^{-1}$.
આવૃત્તિ $v = 256 \; Hz$.
કંપવિસ્તાર $a = 5.0 \; cm = 0.05 \; m$.
તણાવબળ $T = mg = 90 \times 9.8 = 882 \; N$.
તરંગનો વેગ $v = \sqrt{T/\mu} = \sqrt{882 / (8.0 \times 10^{-3})} = \sqrt{110250} \approx 332 \; m/s$.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 2\pi v = 2 \times 3.14159 \times 256 \approx 1608 \; rad/s$.
પ્રસરણ અચળાંક $k = \omega / v = 1608 / 332 \approx 4.84 \; m^{-1}$.
આ કિંમતો મૂકતા,સ્થાનાંતરનું સમીકરણ $y(x, t) = 0.05 \sin(1608t - 4.84x) \; m$ મળે છે.
187
Medium
તરંગના કંપવિસ્તાર અને કળા વિશે સમજાવો.

Solution

(N/A) તરંગના પ્રસરણમાં ભાગ લેતા કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરના મૂલ્યને તરંગનો કંપવિસ્તાર કહે છે. તેને $a$ અથવા $A$ સંજ્ઞા વડે દર્શાવવામાં આવે છે.
તરંગના સમીકરણ મુજબ:
$y = a \sin(kx - \omega t + \phi)$
કારણ કે $\sin(kx - \omega t + \phi)$ નું મૂલ્ય મહત્તમ $\pm 1$ હોય છે,તેથી આપણે લખી શકીએ:
$y_{\max} = a(\pm 1) = \pm a$
તેથી,તરંગનો કંપવિસ્તાર $= |y_{\max}| = a$.
તરંગનો કંપવિસ્તાર હંમેશા ધન હોય છે. તેનો $SI$ એકમ $m$ છે અને તેનું પારિમાણિક સૂત્ર $[M^0 L^1 T^0]$ છે.
પ્રારંભિક કળા $(\phi)$: જો આપણને $t = 0$ સમયે તરંગના ઉદગમ સ્થાને કણનું પ્રારંભિક સ્થાન અને તેની ગતિની દિશા ખબર હોય,તો આપણે પ્રારંભિક કળા $\phi$ નું મૂલ્ય શોધી શકીએ છીએ:
$y(x, t) = a \sin(\omega t - kx + \phi)$
$x = 0$ અને $t = 0$ મૂકતા,$y(0, 0) = a \sin \phi$.
અહીં $\sin \phi$ જાણીને,આપણે પ્રારંભિક કળા $\phi$ શોધી શકીએ છીએ.
તરંગના સમીકરણ $y = y(x, t) = a \sin(\omega t - kx + \phi)$ માં,સાઈન વિધેયનો આર્ગ્યુમેન્ટ $(\omega t - kx + \phi)$ છે,જેને ઉદગમથી $x$ અંતરે $t$ સમયે તરંગની કુલ કળા કહેવામાં આવે છે. તે $t$ સમયે તરંગના ઉદગમથી $x$ અંતરે રહેલા કણના દોલનની કુલ કળા દર્શાવે છે.
188
Medium
તરંગ માટે તરંગલંબાઈ અને તરંગ સંખ્યાની વ્યાખ્યા,સમીકરણ અને એકમ આપો.

Solution

(N/A) તરંગલંબાઈ: તરંગ પરના કોઈપણ બે ક્રમિક બિંદુઓ અથવા કણો કે જેમની વચ્ચેનો કળા તફાવત $2 \pi \text{ rad}$ હોય,તે અંતરને તરંગની તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ કહેવાય છે. તેનો $SI$ એકમ મીટર $(m)$ છે.
તરંગ સંખ્યા: એકમ અંતરમાં રહેલી તરંગોની સંખ્યાને તરંગ સંખ્યા $(\bar{\nu})$ કહેવાય છે. તે તરંગલંબાઈના વ્યસ્ત તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
તરંગલંબાઈ માટેનું સમીકરણ: $y(x, t) = a \sin(kx - \omega t)$ દ્વારા દર્શાવતા તરંગ માટે,સ્થાનાંતર $\lambda = \frac{2 \pi}{k}$ અંતર પછી પુનરાવર્તિત થાય છે.
તરંગ સંખ્યા માટેનું સમીકરણ: $\bar{\nu} = \frac{1}{\lambda} = \frac{k}{2 \pi}$.
એકમ:
- તરંગલંબાઈ $(\lambda)$: $SI$ એકમ મીટર $(m)$ છે.
- તરંગ સંખ્યા $(\bar{\nu})$: $SI$ એકમ મીટર$^{-1}$ $(m^{-1})$ છે.
189
Medium
તરંગના આવર્તકાળ,કોણીય આવૃત્તિ અને આવૃત્તિની વ્યાખ્યા,$SI$ એકમ અને પારિમાણિક સૂત્ર આપો.

Solution

(N/A) આવર્તકાળ: માધ્યમના કોઈ પણ કણ દ્વારા એક પૂર્ણ દોલન પૂર્ણ કરવા માટે લાગતા સમયને આવર્તકાળ $(T)$ કહે છે.
તરંગના સ્થાનાંતરના સમીકરણમાં,$y(x, t) = a \sin (kx - \omega t + \phi)$. જો $\phi = 0$ હોય,તો $x = 0$ આગળ કણની ગતિ જોતા,$y(0, t) = a \sin(-\omega t) = -a \sin(\omega t)$. આ કણની કંપવિસ્તાર $a$ અને આવર્તકાળ $T$ સાથેની સરળ આવર્ત ગતિ $(SHM)$ દર્શાવે છે. સાઈન વિધેય $2\pi$ ના અંતરાલે પુનરાવર્તિત થતું હોવાથી,$\omega T = 2\pi$,તેથી $\omega = \frac{2\pi}{T}$.
કોણીય આવૃત્તિ: તરંગમાં માધ્યમના કણોના દોલનની કોણીય આવૃત્તિને તરંગની કોણીય આવૃત્તિ કહે છે. તેની સંજ્ઞા $\omega$ છે,તેનો $SI$ એકમ $\text{rad } s^{-1}$ છે અને તેનું પારિમાણિક સૂત્ર $[M^0 L^0 T^{-1}]$ છે.
આવૃત્તિ: માધ્યમનો કણ એક સેકન્ડમાં જેટલા દોલનો પૂર્ણ કરે તેને દોલનની આવૃત્તિ કહે છે. તેની સંજ્ઞા $\nu$ અથવા $f$ છે. $f = \frac{1}{T}$ હોવાથી,આવૃત્તિનો $SI$ એકમ $s^{-1}$ અથવા $\text{Hz}$ (હર્ટ્ઝ) છે અને તેનું પારિમાણિક સૂત્ર $[M^0 L^0 T^{-1}]$ છે.
Solution diagram
190
Medium
હાર્મોનિક તરંગમાં માધ્યમના એક ઘટકના સ્થાનાંતરનું સમીકરણ લખો.

Solution

(N/A) હાર્મોનિક તરંગ માટે સ્થાનાંતર વિધેય નીચે મુજબના સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $s(x, t) = a \sin(kx - \omega t + \phi)$.
અહીં,$s(x, t)$ એ $x$ સ્થાન અને $t$ સમયે માધ્યમના ઘટકનું સ્થાનાંતર દર્શાવે છે.
$a$ એ તરંગનો કંપવિસ્તાર છે.
$k$ એ કોણીય તરંગ સંખ્યા છે,જે $k = \frac{2\pi}{\lambda}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$\omega$ એ કોણીય આવૃત્તિ છે,જે $\omega = 2\pi f$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$\phi$ એ પ્રારંભિક કળા અચળાંક છે.
191
Easy
તરંગ ઝડપની વ્યાખ્યા લખો અને $v = \frac{\omega}{k}$ તારવો.

Solution

(N/A) તરંગ ઝડપ: એકમ સમયમાં તરંગ દ્વારા કાપવામાં આવેલા અંતરને તરંગ ઝડપ કહે છે.
તેનો એકમ $m/s$ છે અને તેનું પારિમાણિક સૂત્ર $[M^0 L^1 T^{-1}]$ છે.
ધારો કે $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે (એક આવર્તકાળ $T$ માં તરંગ દ્વારા કપાયેલું અંતર).
વ્યાખ્યા મુજબ,તરંગ ઝડપ $v = \frac{\text{અંતર}}{\text{સમય}} = \frac{\lambda}{T}$.
આવૃત્તિ $f = \frac{1}{T}$ હોવાથી,$v = f \lambda$ મળે.
સમીકરણને $2\pi$ વડે ગુણતા અને ભાગતા,$v = \frac{2\pi f \lambda}{2\pi}$ મળે.
કોણીય આવૃત્તિ $\omega = 2\pi f$ અને તરંગ સંખ્યા $k = \frac{2\pi}{\lambda}$ ના સંબંધોનો ઉપયોગ કરતા:
$v = \frac{\omega}{k}$.
192
Medium
તરંગ સમીકરણ એટલે શું?

Solution

(N/A) તરંગ સમીકરણ એ દ્વિતીય ક્રમનું રેખીય આંશિક વિકલન સમીકરણ છે જે વિવિધ પ્રકારના તરંગો જેવા કે ધ્વનિ તરંગો,પ્રકાશના તરંગો અને પાણીના તરંગોના પ્રસરણનું વર્ણન કરે છે.
$x$-અક્ષ પર $v$ જેટલી તરંગ ઝડપ સાથે ગતિ કરતા એક-પરિમાણીય તરંગ માટે,તરંગ સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$\frac{\partial^2 y}{\partial x^2} = \frac{1}{v^2} \frac{\partial^2 y}{\partial t^2}$
જ્યાં $y(x, t)$ એ $x$ સ્થાન અને $t$ સમયે તરંગનું સ્થાનાંતર દર્શાવે છે.
193
Medium
કંપવિસ્તાર (amplitude) ની વ્યાખ્યા,એકમ અને પારિમાણિક સૂત્ર લખો.

Solution

(N/A) વ્યાખ્યા: તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનું તેમના સરેરાશ અથવા સંતુલન સ્થાનથી થતું મહત્તમ સ્થાનાંતર એટલે તરંગનો કંપવિસ્તાર.
એકમ: કંપવિસ્તારનો $SI$ એકમ મીટર $(m)$ છે.
પારિમાણિક સૂત્ર: કંપવિસ્તાર એ લંબાઈ દર્શાવતું હોવાથી,તેનું પારિમાણિક સૂત્ર $[M^0 L^1 T^0]$ છે.
194
Easy
તરંગલંબાઈની વ્યાખ્યા આપો અને તેનો $SI$ એકમ જણાવો.

Solution

(N/A) તરંગલંબાઈ એટલે લંબગત તરંગમાં બે ક્રમિક શૃંગ અથવા બે ક્રમિક ગર્ત વચ્ચેનું અંતર,અથવા સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન અથવા બે ક્રમિક વિઘનન વચ્ચેનું અંતર.
તે એક સંપૂર્ણ દોલન દરમિયાન તરંગ દ્વારા કાપવામાં આવેલું અંતર દર્શાવે છે.
તરંગલંબાઈનો $SI$ એકમ મીટર $(m)$ છે.
195
Easy
કોણીય તરંગ સંખ્યા (angular wave number) ની વ્યાખ્યા આપો અને તેનું ગાણિતિક સમીકરણ લખો.

Solution

(N/A) કોણીય તરંગ સંખ્યા,જેને પ્રસરણ અચળાંક તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેને તરંગના એકમ અંતર દીઠ થતા કળા (phase) ફેરફાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તે એકમ લંબાઈ દીઠ કળામાં થતા ફેરફારના રેડિયનનું માપ દર્શાવે છે.
ગાણિતિક રીતે,કોણીય તરંગ સંખ્યા $k$ નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે:
$k = \frac{2\pi}{\lambda}$
જ્યાં $\lambda$ એ તરંગની તરંગલંબાઈ છે.
કોણીય તરંગ સંખ્યાનો $SI$ એકમ $\text{rad/m}$ અથવા $\text{m}^{-1}$ છે.
196
Medium
તરંગના આવર્તકાળની વ્યાખ્યા લખો.

Solution

(N/A) તરંગના આવર્તકાળની વ્યાખ્યા નીચે મુજબ છે: જ્યારે તરંગ માધ્યમમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે માધ્યમના કણ દ્વારા એક સંપૂર્ણ દોલન કે કંપન પૂર્ણ કરવા માટે લાગતા સમયને તરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.
વૈકલ્પિક રીતે,તરંગ દ્વારા એક તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ જેટલું અંતર કાપવા માટે લાગતા સમયને આવર્તકાળ કહેવામાં આવે છે.
તેને $T$ સંજ્ઞા વડે દર્શાવવામાં આવે છે અને તેનો $SI$ એકમ સેકન્ડ $(s)$ છે.
197
Medium
તરંગની કોણીય આવૃત્તિની વ્યાખ્યા અને તેનો $SI$ એકમ લખો.

Solution

(N/A) તરંગની કોણીય આવૃત્તિ $(\omega)$ એટલે સમયની સાપેક્ષમાં તરંગના કળામાં થતા ફેરફારનો દર.
તે એકમ સમયમાં તરંગ કેટલા રેડિયન દોલન કરે છે તે દર્શાવે છે.
ગાણિતિક રીતે, તે $\omega = 2\pi f$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $f$ એ તરંગની આવૃત્તિ છે.
કોણીય આવૃત્તિનો $SI$ એકમ રેડિયન પ્રતિ સેકન્ડ $(rad/s)$ છે.
198
Easy
તરંગ ઝડપની વ્યાખ્યા આપો.

Solution

(N/A) તરંગ ઝડપ એટલે એકમ સમયમાં તરંગ દ્વારા કાપવામાં આવેલું અંતર। તે એવી ઝડપ છે જેના દ્વારા તરંગ વિક્ષેપ માધ્યમમાં આગળ વધે છે। ગાણિતિક રીતે, તે તરંગની આવૃત્તિ $(f)$ અને તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ ના ગુણાકાર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $v = f \lambda$। કોણીય આવૃત્તિ $(\omega)$ અને તરંગ સંખ્યા $(k)$ ના સંદર્ભમાં, તેને $v = \frac{\omega}{k}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે।
199
Easy
તરંગ વેગ,કોણીય આવૃત્તિ અને કોણીય તરંગ સંખ્યા વચ્ચેનો સંબંધ મેળવો.

Solution

(N/A) પ્રગામી તરંગનું સામાન્ય સમીકરણ $y(x, t) = A \sin(kx - \omega t + \phi)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,$k$ એ કોણીય તરંગ સંખ્યા છે અને $\omega$ એ કોણીય આવૃત્તિ છે.
તરંગનો કળા (phase) $\Phi = kx - \omega t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અચળ કળા માટે (તરંગ પરના ચોક્કસ બિંદુનું સ્થાન),આપણી પાસે $kx - \omega t = \text{constant}$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,આપણને $k \frac{dx}{dt} - \omega = 0$ મળે છે.
તરંગ વેગ $v$ ને $v = \frac{dx}{dt}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,તેથી આપણે આને સમીકરણમાં મૂકીએ છીએ:
$kv - \omega = 0$.
તેથી,સંબંધ $v = \frac{\omega}{k}$ છે.
200
Easy
તરંગ ઝડપની વ્યાખ્યા અને તેનો $SI$ એકમ લખો.

Solution

(N/A) તરંગ ઝડપ એટલે એકમ સમયમાં તરંગ દ્વારા કાપવામાં આવેલું અંતર. તે એ ઝડપ દર્શાવે છે કે જેની સાથે તરંગ સ્વરૂપ અથવા વિક્ષેપ માધ્યમમાં આગળ વધે છે.
ગાણિતિક રીતે, તે આવૃત્તિ $(f)$ અને તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ ના ગુણાકાર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $v = f \lambda$.
તરંગ ઝડપનો $SI$ એકમ મીટર પ્રતિ સેકન્ડ $(m/s)$ છે.

Waves and Sound — Wave Equation and Characteristics of Waves · Frequently Asked Questions

1Are these Waves and Sound 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 Waves and Sound 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.