ExamBro
ExamBro
enEnglishhiहिन्दीguગુજરાતી
JEE Mains · Physics · STD 11 - કાર્ય, ઊર્જા અને પાવર
  • JEE Mains 2014
  • અઘરું
  • MCQ

એક  ખેંચ્યા વગર ની સ્પ્રિંગ લંબાઈ \(l\) અને દળ \(m\) ધરાવે છે અને તેનો એક છેડો દ્રઢ આધાર સાથે જોડેલો છે.ધારો કે સ્પ્રિંગ ને એકસમાન તાર થી બનાવેલી છે તો તેના એક છેડાને સમાન વેગ \(v\) થી ખેંચવામાં આવે છે તો તેણે મેળવેલી ગતિઉર્જા કેટલી થશે?

જવાબ ચકાસવા માટે એક વિકલ્પ પસંદ કરો.
ચકાસાયેલ ઉકેલ

જવાબ અને ઉકેલ

સાચો જવાબ

(D) \(\frac {1}{6}\,mv^2\)

પગલાવાર ઉકેલ

વિગતવાર સમજૂતી

We can find the effective mass of the spring by finding its kinetic energy. This requires adding all the length elements' kinetic energy, and requires the following integral:

\(T=\int_{m} \frac{1}{2} u^{2} d m\)

since the spring is uniform, \(d m=\left(\frac{d y}{L}\right) m,\) where \(L\) is the length of the spring. Hence,

\(T =\int_{0}^{L} \frac{1}{2} u^{2}\left(\frac{d y}{L}\right) m\)

\(=\frac{1}{2} \frac{m}{L} \int_{0}^{L} u^{2} d y\)

The velocity of each mass element of the spring is directly proportional to its length, i.e.

\(u=\frac{v y}{L},\) from which it follows\(:\)

\({T=\frac{1}{2} \frac{m}{L} \int_{0}^{L}\left(\frac{v y}{L}\right)^{2} d y}\)

\({=\frac{1}{2} \frac{m}{L^{3}} v^{2} \int_{0}^{L} y^{2} d y}\)

\({=\frac{1}{2} \frac{m}{L^{3}} v^{2}\left[\frac{y^{3}}{3}\right]_{0}^{L}}\)

\({=\frac{1}{2} \frac{m}{3} v^{2}}\)

એ જ વિષય
એપમાં વધુ પ્રશ્નો જુઓ