જો દરેક તાર પર સમાન બળ લગાડવામાં આવે,તો કયા કિસ્સામાં તારમાં મહત્તમ વિસ્તરણ જોવા મળશે?

એક આડી સ્ટીલની રેલવે ટ્રેકની લંબાઈ $100 \, m$ છે,જ્યારે તાપમાન $25^{\circ} C$ હોય છે. ટ્રેકને વિસ્તરણ કે વળતા અટકાવવામાં આવે છે. ઉનાળાના ગરમ દિવસે,જ્યારે તાપમાન $40^{\circ} C$ હોય,ત્યારે ટ્રેક પરનું પ્રતિબળ ............. $\times 10^7 \, Pa$ છે. (નોંધ: સ્ટીલ માટે રેખીય પ્રસરણાંક $1.1 \times 10^{-5} /^{\circ} C$ છે અને સ્ટીલનો યંગ મોડ્યુલસ $2 \times 10^{11} \, Pa$ છે.)

એક વિદ્યાર્થી સિયર્લની પદ્ધતિ દ્વારા $2 \,m$ લાંબા તારનો યંગ મોડ્યુલસ નક્કી કરવા માટે પ્રયોગ કરે છે. એક ચોક્કસ અવલોકનમાં, વિદ્યાર્થી તારની લંબાઈમાં થતો વધારો $0.8 \,mm$ માપે છે, જેમાં $\pm 0.05 \,mm$ ની અનિશ્ચિતતા છે અને લોડ બરાબર $1.0 \,kg$ છે. વિદ્યાર્થી તારનો વ્યાસ $0.4 \,mm$ માપે છે, જેમાં $\pm 0.01 \,mm$ ની અનિશ્ચિતતા છે। $g=9.8 \,m/s^2$ (ચોક્કસ) લો. અવલોકન પરથી મળેલ યંગ મોડ્યુલસ છે:

પ્રકૃતિમાં,માળખાકીય સભ્યોની નિષ્ફળતા સામાન્ય રીતે તણાવ અથવા સંકોચન વિકૃતિને બદલે વળવા અથવા વાળવાને કારણે મોટા ટોર્કને પરિણામે થાય છે. માળખાકીય ભંગાણની આ પ્રક્રિયાને બકલિંગ કહેવામાં આવે છે. વૃક્ષો જેવી ઊંચી નળાકાર રચનાઓના કિસ્સામાં,ટોર્ક તેના પોતાના વજનને કારણે રચનાને વાળવાથી થાય છે,જેથી ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી ઊભી રેખા આધારની અંદર પડતી નથી. વૃક્ષની મધ્ય અક્ષની આસપાસ આ વાળવાને કારણે ઉદ્ભવતો સ્થિતિસ્થાપક ટોર્ક $\frac{Y\pi r^4}{4R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $Y$ એ યંગ મોડ્યુલસ છે,$r$ એ થડની ત્રિજ્યા છે અને $R$ એ ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રને સમાવતી વૃક્ષની ઊંચાઈ સાથે વળેલ સપાટીની વક્રતા ત્રિજ્યા છે. થડની આપેલી ત્રિજ્યા માટે વૃક્ષની નિર્ણાયક ઊંચાઈનો અંદાજ લગાવો.

સમાન દ્રવ્યના બનેલા ચાર તારના પરિમાણો નીચે આપેલા છે. કયા તારમાં લંબાઈમાં વધારો મહત્તમ હશે?

$2.2 \; m$ લંબાઈનો તાંબાનો તાર અને $1.6 \; m$ લંબાઈનો સ્ટીલનો તાર,બંનેનો વ્યાસ $3.0 \; mm$ છે,તેમને એકબીજા સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. જ્યારે તેમને ભાર દ્વારા ખેંચવામાં આવે છે,ત્યારે કુલ લંબાઈમાં વધારો $0.70 \; mm$ જોવા મળે છે. લાગુ પાડવામાં આવેલ ભાર $N$ માં શોધો.