કુલ વિદ્યુતભાર $-Q$ એ $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી રીંગની લંબાઈ પર સમાન રીતે પથરાયેલ છે. $m$ દળ ધરાવતો એક નાનો પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર $+q$ રીંગના કેન્દ્ર પર રાખેલ છે અને તેને રીંગની અક્ષ પર હળવો ધક્કો આપવામાં આવે છે.
$(a)$ દર્શાવો કે કણ સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે.
$(b)$ તેનો આવર્તકાળ મેળવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી રીંગના કેન્દ્રથી તેની અક્ષ પર $x$ અંતરે રહેલા બિંદુ $P$ પરના વિદ્યુતભાર $q$ પર રીંગના બિંદુ $A$ પરના વિદ્યુતભારના અંશ $(-dQ)$ ને કારણે લાગતું બળ:
$dF = k \frac{(-dQ)q}{R^2 + x^2}$
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,$dF \sin \theta$ ઘટકો મૂલ્યમાં સમાન અને દિશામાં પરસ્પર વિરુદ્ધ હોવાથી એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે. પરિણામી બળ $F$ એ $dF \cos \theta$ ઘટકોનો સરવાળો છે,જે કેન્દ્ર $O$ તરફ લાગે છે:
$F = \oint dF \cos \theta = \oint -k \frac{(dQ)q}{R^2 + x^2} \cdot \frac{x}{\sqrt{R^2 + x^2}} = -\frac{kQqx}{(R^2 + x^2)^{3/2}}$
જ્યારે $x \ll R$ હોય,ત્યારે $R^2 + x^2 \approx R^2$,તેથી $F \approx -\frac{kQq}{R^3} x$. અહીં $F \propto -x$ હોવાથી,ગતિ સરળ આવર્ત ગતિ છે.
$F = -m \omega^2 x$ સાથે સરખાવતા,$\omega^2 = \frac{kQq}{mR^3} = \frac{Qq}{4 \pi \epsilon_0 m R^3}$ મળે છે.
આવર્તકાળ $T = \frac{2 \pi}{\omega} = 2 \pi \sqrt{\frac{4 \pi \epsilon_0 m R^3}{Qq}}$ થાય.

Explore More

Similar Questions

$r_1$ અને $r_2$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે વાહક ગોળાઓને સમાન પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતાથી વિદ્યુતભારીત કરવામાં આવે છે. તેમની સપાટીની નજીક વિદ્યુતક્ષેત્રોનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

$5 \text{ nC}$ (મૂલ્ય) ના અનંત વિદ્યુતભારોને $X$-અક્ષ પર $x = 1 \text{ cm}, x = 2 \text{ cm}, x = 4 \text{ cm}, x = 8 \text{ cm}, \dots$ વગેરે પર મૂકવામાં આવ્યા છે. આ ગોઠવણીમાં જો ક્રમિક વિદ્યુતભારો વિરુદ્ધ ચિહ્ન ધરાવતા હોય, તો $x = 0$ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર $\text{N/C}$ માં કેટલું હશે? $\left(\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} = 9 \times 10^9 \text{ N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2\right)$

એક પાતળા કાચના સળિયાને $R$ ત્રિજ્યાના અર્ધવર્તુળમાં વાળવામાં આવ્યો છે. સળિયા પર વિદ્યુતભાર અસમાન રીતે રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda = \lambda_0 \sin \theta$ મુજબ વિતરિત થયેલ છે (જ્યાં $\lambda_0$ એ ધન અચળાંક છે અને $\theta$ એ $x$-અક્ષ સાથેનો ખૂણો છે). અર્ધવર્તુળના કેન્દ્ર $P$ પર વિદ્યુતક્ષેત્ર કેટલું હશે?

$n$ વિદ્યુતભારોના તંત્ર દ્વારા ઉદ્ભવતા વિદ્યુતક્ષેત્રનું સમીકરણ લખો.

$20\, \mu C$ અને $-5\, \mu C$ ના વિદ્યુતભારો ધરાવતા બે કણો $A$ અને $B$ ને $5\, cm$ ના અંતરે સ્થિર રાખવામાં આવ્યા છે. ત્રીજા વિદ્યુતભારીત કણને કયા સ્થાને મૂકવો જોઈએ જેથી તેના પર લાગતું કુલ વિદ્યુત બળ શૂન્ય થાય?

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 exam papers from 7.5L+ questions 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