એક સમક્ષિતિજ તકતી પર સ્પ્રિંગ દળ તંત્ર(\(m\) દળ ,\(k\) બળ અચળાંક અને \(l\) મૂળભૂત લંબાઈ) સંતુલનમા છે. સ્પ્રિંગનો ખુલ્લો છેડો તકતીના કેન્દ્ર પર જડેલો છે.જો તકતી સ્પ્રિંગની સાથે પોતાની અક્ષને અનુલક્ષીને \(\omega,\left(\mathrm{k} > > \mathrm{m} \omega^{2}\right)\) કોણીય ઝડપથી ભ્રમણ કરે સ્પ્રિંગની લંબાઈમાં થતો સાપેક્ષ ફેરફાર કેટલો હશે?

A \(\frac{2 m \omega^{2}}{k}\)
B \(\frac{m \omega^{2}}{3 k}\)
C \(\sqrt{\frac{2}{3}}\left(\frac{\mathrm{m} \omega^{2}}{\mathrm{k}}\right)\)
D \(\frac{m \omega^{2}}{k}\)

Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(D) \(\frac{m \omega^{2}}{k}\)

Step-by-step Solution

Detailed explanation

\(\mathrm{k} \Delta \ell=\mathrm{m} \omega^{2}\left(\ell_{0}+\Delta \ell\right)\) \(\Delta \ell=\frac{m \omega^{2} \ell_{0}}{k-m \omega^{2}} \approx \frac{m \omega \ell_{0}}{k}\) \(\frac{\Delta \ell}{\ell_{0}}=\) Relative change \(=\frac{\mathrm{m} \omega^{2}}{\mathrm{k}}\)

Apply the relevant identity from the chapter and substitute the values established in the previous step, keeping the original constraint in view.

Use the simplified expression to isolate the unknown, then plug the result back into the question setup to confirm the working is internally consistent.

Cross-check against a boundary or limiting case. Both the dimensional balance and the qualitative behaviour at the extreme should agree with the candidate answer.

Combine the steps above to identify the correct option. The remaining choices each fail at least one of the consistency, dimensional, or boundary checks.

Same subject

Explore more questions on app

From JEE Mains

Explore more questions on app