\(Y\) યંગ મોડ્યુલસ ધરાવતા દ્રવ્યમાંથી એક ઘટતી ત્રિજ્યા ધરાવતો શંકુ આકારનો તાર બનાવવામાં આવે છે જેની મૂળભૂત લંબાઈ \(L\) અને તારના ઉપરના અને નીચેના ભાગની ત્રિજ્યા અનુક્રમે \(R\) અને \(3R\) છે.તારણો ઉપરનો ભાગ દઢ આધાર સાથે અને નીચેના ભાગ સાથે \(M\) દળ લટકાવેલ છે તો તારની નવી વિસ્તૃત લંબાઈ કેટલી થશે?

A \(L\left( {1 + \frac{2}{9}\frac{{Mg}}{{\pi Y{R^2}}}} \right)\)
B \(L\left( {1 + \frac{1}{9}\frac{{Mg}}{{\pi Y{R^2}}}} \right)\)
C \(L\left( {1 + \frac{1}{3}\frac{{Mg}}{{\pi Y{R^2}}}} \right)\)
D \(L\left( {1 + \frac{2}{3}\frac{{Mg}}{{\pi Y{R^2}}}} \right)\)

Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(C) \(L\left( {1 + \frac{1}{3}\frac{{Mg}}{{\pi Y{R^2}}}} \right)\)

Step-by-step Solution

Detailed explanation

Consider a small element \(dx\) of radius \(r\), \(r = \frac{{2R}}{L}x + R\) At equilibrium change in length of the wire \(\int\limits_0^l {dL = \int {\frac{{Mgdx}}{{\pi {{\left[ {\frac{{2R}}{L}x + R} \right]}^2}y}}} } \) Taking limit from \(0\) to \(L\)…

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