જો સરળ આવર્ત ગતિ કરતા કણનું સ્થાનાંતર $(x)$ અને વેગ $(v)$ એ સમીકરણ $4v^2 = 25 - x^2$ દ્વારા સંબંધિત હોય, તો તેનો આવર્તકાળ કેટલો હશે?

$SHM$ કરતા કણનું સમીકરણ $x = 3 \cos(\frac{\pi}{2}t)$ cm દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $t$ સેકન્ડમાં છે. પ્રથમ $8.5$ સેકન્ડમાં કણ દ્વારા કાપેલું અંતર કેટલું હશે?

જ્યારે $m$ દળનો કણ $x$-અક્ષ પર $V(x)=kx^2$ સ્વરૂપના પોટેન્શિયલમાં ગતિ કરે છે,ત્યારે તે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. તેનો સમયગાળો $\sqrt{\frac{m}{k}}$ ના પ્રમાણમાં હોય છે,જે પરિમાણીય વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને સરળતાથી જોઈ શકાય છે. જો કે,કણની ગતિ ત્યારે પણ આવર્ત હોઈ શકે છે જ્યારે તેની સ્થિતિ ઊર્જા $x=0$ ની બંને બાજુએ $kx^2$ કરતા અલગ રીતે વધે અને તેની કુલ ઊર્જા એવી હોય કે કણ અનંત સુધી પલાયન ન કરે. $m$ દળના કણનો વિચાર કરો જે $x$-અક્ષ પર ગતિ કરે છે. તેની સ્થિતિ ઊર્જા ઉદગમ સ્થાનની નજીક $|x|$ માટે $V(x)=\alpha x^4$ $(\alpha>0)$ છે અને $|x| \geq X_0$ માટે $V_0$ જેટલી અચળ બને છે (આકૃતિ જુઓ).
$1.$ જો કણની કુલ ઊર્જા $E$ હોય,તો તે આવર્ત ગતિ ત્યારે જ કરશે જો
$(A)$ $E < 0$
$(B)$ $E > 0$
$(C)$ $V_0 > E > 0$
$(D)$ $E > V_0$
$2.$ નાના કંપવિસ્તાર $A$ ની આવર્ત ગતિ માટે,આ કણનો સમયગાળો $T$ કોના પ્રમાણમાં છે?
$(A)$ $A \sqrt{\frac{m}{\alpha}}$
$(B)$ $\frac{1}{A} \sqrt{\frac{m}{\alpha}}$
$(C)$ $A \sqrt{\frac{\alpha}{m}}$
$(D)$ $A \sqrt{\frac{\alpha}{m}}$
$3.$ $|x|>X_0$ માટે આ કણનો પ્રવેગ કેટલો છે?
$(A)$ $V_0$ ના પ્રમાણમાં
$(B)$ $\frac{V_0}{mX_0}$ ના પ્રમાણમાં
$(C)$ $\sqrt{\frac{V_0}{mX_0}}$ ના પ્રમાણમાં
$(D)$ શૂન્ય
પ્રશ્ન $1, 2$ અને $3$ ના જવાબ આપો.

નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ એક-પરિમાણીય પોટેન્શિયલ $V(x)$ ધ્યાનમાં લો. $m$ દળનો એક શાસ્ત્રીય કણ તેની અસર હેઠળ ગતિ કરે છે અને તેની કુલ ઉર્જા $E$ નીચે મુજબ છે. આ ગતિ કેવી છે?

એક કણનું સ્થાનાંતર સમય સાથે $x = a \sin \omega t + b \cos \omega t$ સંબંધ મુજબ બદલાય છે.

$m$ દળનો એક કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે છે અને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ પરવલયાકાર માર્ગને અનુસરે છે. ધારો કે ઉગમબિંદુથી દળનું સ્થાનાંતર નાનું છે,તો કયો આલેખ સમયના વિધેય તરીકે કણનું સ્થાન યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે $?$