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JEE Mains · Physics · STD 11 - तरंगें
  • JEE Mains 2020
  • कठिन
  • संख्यात्मक

\(9 \times 10^{-3} \,kg \,cm ^{-3}\) घनत्व के एक तार को खींचकर \(1\) मीटर दूरी पर लगे दो क्लैम्प्स् पर कस दिया जाता है। इस कारण तार में उत्पन्न विकृति (strain) \(4.9 \times 10^{-4}\) हैं। इस स्थिति में तार में अनुप्रस्थ कंपन की निम्नतम आवृत्ति के निकटतम पूर्णांक कितना होगा (तार के यंग गुणांक का मान \(\left.Y =9 \times 10^{10} \,Nm ^{-2}\right)\)

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सही उत्तर

(A) \(35\)

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विस्तृत व्याख्या

\(\rho_{\text {wire }}=9 \times 10^{-3} \frac{ kg }{ cm ^{3}}=\frac{9 \times 10^{-3}}{10^{-6}} kg / m ^{3}\)

\(=9000 kg / m ^{2}\)

\(( A = CSA\) of wire \()\)

\(\left( Y =9 \times 10^{10} Nm ^{2}\right)\)

\(\left(\right.\) Strain \(\left.=4.9 \times 10^{-4}\right)\)

\(\Rightarrow L =1 m =\frac{\lambda}{2} \Rightarrow \lambda=2 m\)

\(\Rightarrow v=f \lambda \Rightarrow \sqrt{\frac{T}{\mu}}=f \lambda\)

Where \(Y=\frac{T / A}{\text { strain }} \Rightarrow T=Y . A .\) strain

\(\Rightarrow \sqrt{\frac{ Y . A . strain }{ m / L }}= f \times 2 \Rightarrow \sqrt{\frac{ Y . A I . \text { strain }}{ M }}= f \times 2\)

\(\Rightarrow \sqrt{\frac{ Y \times V \times \text { strain }}{ M }}= f \times 2 \Rightarrow \sqrt{\frac{ Y \times \text { strain }}{\rho}}= f \times 2\)

\(f =\frac{1}{2} \sqrt{\frac{ Y \times \text { strain }}{\rho}}=\frac{1}{2} \sqrt{\frac{9 \times 10^{10} \times 4.9 \times 10^{-4}}{9000}}\)

\(f=\frac{1}{2} \sqrt{\frac{9 \times 10^{3}}{9} \times 4.9}=\frac{1}{2} \sqrt{4900}=\frac{70}{2}=35 Hz\)

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