ત્રણ બિંદુવત વિદ્યુતભારોને એક સમબાજુ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ પર મૂકવામાં આવ્યા છે. માત્ર સ્થિત-વિદ્યુત બળો કાર્યરત છે તેમ ધારતા, નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

બે નિશ્ચિત વિરુદ્ધ વીજભારોને જોડતી સીધી રેખા પર આવેલા બિંદુઓનો વિચાર કરો. વીજભારોની વચ્ચે:

સમાન દળ અને અસમાન ધન વિદ્યુતભારો ધરાવતા બે કણો $X$ અને $Y$ મુક્ત રીતે ગતિ કરી શકે છે અને શરૂઆતમાં એકબીજાથી ઘણા દૂર છે। $Y$ સ્થિર છે, જ્યારે $X$ પ્રારંભિક વેગ $u$ સાથે તેની તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે। લાંબા સમય પછી, અંતે

પૃથ્વીની સપાટી પર $10^{-9} \; C\;m^{-2}$ ની ઋણ સપાટી વિદ્યુતભાર ઘનતા છે. વાતાવરણના ઉપરના ભાગ અને સપાટી વચ્ચેના $400 \; kV$ ના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતને કારણે (નીચલા વાતાવરણની ઓછી વાહકતાને લીધે) સમગ્ર પૃથ્વી પર માત્ર $1800 \; A$ નો પ્રવાહ વહે છે. જો વાતાવરણીય વિદ્યુતક્ષેત્રને જાળવી રાખવા માટે કોઈ પદ્ધતિ ન હોત,તો પૃથ્વીની સપાટીને તટસ્થ કરવા માટે આશરે કેટલો સમય લાગત ($; s$ માં)? (વ્યવહારમાં આવું ક્યારેય થતું નથી કારણ કે વિદ્યુતભારોને ફરીથી ભરવા માટે એક પદ્ધતિ છે,જે પૃથ્વીના વિવિધ ભાગોમાં સતત થતા વાવાઝોડા અને વીજળી છે.) (પૃથ્વીની ત્રિજ્યા $= 6.37 \times 10^{6} \; m$.)

$m$ દળ ધરાવતો એક વિદ્યુતભારિત કોર્ક,જે હલકી દોરી વડે લટકાવેલ છે,તેને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $E = (\hat{i} + \hat{j}) \times 10^5 \ NC^{-1}$ તીવ્રતા ધરાવતા સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. જો સંતુલન સ્થિતિમાં દોરીમાં તણાવ $\frac{2mg}{(1 + \sqrt{3})}$ હોય,તો શિરોલંબ સાથેનો ખૂણો $\alpha$ કેટલો હશે?

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી એક સમાન ધન વિદ્યુતભાર ઘનતા $\sigma$ વાળી તકતીને $xy$ સમતલ પર તેના કેન્દ્રને ઉગમબિંદુ પર રાખીને મૂકવામાં આવી છે. $z$-અક્ષ પર કુલંબ પોટેન્શિયલ $V(z) = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} (\sqrt{R^2+z^2} - z)$ છે. $q$ ધન વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક કણ શરૂઆતમાં $z$-અક્ષ પર $z=z_0$ $(z_0 > 0)$ બિંદુએ સ્થિર સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવે છે. કુલંબ બળ ઉપરાંત,કણ પર એક ઉર્ધ્વ બળ $\vec{F} = -c\hat{k}$ $(c > 0)$ લાગે છે. ધારો કે $\beta = \frac{2c\epsilon_0}{q\sigma}$. નીચેનામાંથી કયું/કયા વિધાન સાચું/સાચા છે?
$(A)$ $\beta = 1/4$ અને $z_0 = 25/7 R$ માટે,કણ ઉગમબિંદુ સુધી પહોંચે છે.
$(B)$ $\beta = 1/4$ અને $z_0 = 3/7 R$ માટે,કણ ઉગમબિંદુ સુધી પહોંચે છે.
$(C)$ $\beta = 1/4$ અને $z_0 = R/\sqrt{3}$ માટે,કણ પાછો $z=z_0$ પર આવે છે.
$(D)$ $\beta > 1$ અને $z_0 > 0$ માટે,કણ હંમેશા ઉગમબિંદુ સુધી પહોંચે છે.