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JEE Mains · Physics · STD 11 - 10.1, थर्मोनेट्री, थर्मल विस्तार और कैलोरीमेट्री
  • JEE Mains 2017
  • कठिन
  • MCQ

\(5 \;m\) लम्बाई तथा \(40 \;cm ^{2}\) अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल की एक स्टील की पटरी का लम्बाई के अनुदिश विस्तारण रोका जाता है जबकि उसका तापमान \(10^{\circ} C\) बढ़ाया जाता है। यदि स्टील का रेखीय प्रसार गुणांक तथा यंग प्रत्यास्थता गुणांक क्रमश: \(1.2 \times 10^{-5} \;K ^{-1}\) तथा \(2 \times 10^{11} \;Nm ^{-2}\) हैं तो पटरी में उत्पत्र बल का निकटतम मान होगा

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उत्तर और हल

सही उत्तर

(B) \(1\times10^5\, N\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

\(Young's\,modulus\)

\( = \frac{{Thermal\,stress}}{{Strain}} = \frac{{F/A}}{{\Delta L/L}}\)

\(Y = \frac{F}{{A.\alpha .\Delta \theta }}\)

\(\left( {\frac{{\Delta L}}{L} = \alpha \,\Delta \,\theta } \right)\)

Force developed in the rail \(F = YA\,\alpha \,\Delta t\)\( = 2 \times {10^{11}} \times 40 \times {10^{ - 4}} \times 1.2 \times {10^{ - 5}} \times 10\)

\( = 9.6 \times {10^4} = 1 \times {10^5}N\)

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