आकृति में दिखाए अनुसार L भुजा वाले एक कठोर वर | vedclass

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Question

(A) वर्ग के कोनों पर स्थित चार धनात्मक आवेश $(Q)$ $Z$-अक्ष पर केंद्र की ओर निर्देशित विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। $Z$-अक्ष पर $z$ की अल्प दूरी पर

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ऋणात्मक आवेश $Z$-अक्ष के अनुदिश दोलन करता है।

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(A) वर्ग के कोनों पर स्थित चार धनात्मक आवेश $(Q)$ $Z$-अक्ष पर केंद्र की ओर निर्देशित विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। $Z$-अक्ष पर $z$ की अल्प दूरी पर रखे गए ऋणात्मक आवेश $(-q)$ पर लगने वाला परिणामी स्थिर-विद्युत बल वर्गाकार फ्रेम के केंद्र की ओर होता है। छोटे $z$ के लिए इस बल का परिमाण विस्थापन $z$ के समानुपाती होता है (अर्थात $F \propto -z$)। यह एक प्रत्यानयन बल के रूप में कार्य करता है। जैसे ही ऋणात्मक आवेश केंद्र की ओर आकर्षित होता है, वह त्वरित होता है। जब वह केंद्र (फ्रेम के तल) पर पहुँचता है, तो परिणामी बल शून्य होता है, लेकिन अपने प्राप्त वेग (जड़त्व) के कारण, वह केंद्र को पार कर दूसरी तरफ चला जाता है। इसके बाद प्रत्यानयन बल विपरीत दिशा में कार्य करता है, जो उसे धीमा कर देता है जब तक कि वह रुक न जाए और वापस न खिंच जाए। इस प्रकार, ऋणात्मक आवेश फ्रेम के केंद्र के परितः $Z$-अक्ष के अनुदिश सरल आवर्त गति (दोलन) करता है।

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यदि एक घन (cube) के प्रत्येक कोने पर $+Q$ आवेश रखा जाए,तो घन के केंद्र पर विद्युत क्षेत्र कितना होगा? $\left( k = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \right)$

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