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JEE Mains · Physics · STD 11 - दोलन
  • JEE Mains 2014
  • कठिन
  • संख्यात्मक

द्रव्यमान \(1 \; kg\) एवं \(4 \; kg\) की दो वस्तुऐं एक ऊर्ध्वाधर कमानी द्वारा चित्र के अनुसार जोड़ी गयी हैं। अल्पतर द्रव्यमान कोणीय आवृत्ति \(25 \; rad / s\) एवं आयाम \(1.6 \; cm\) की सरल आवर्त गति कर रहा है जबकि बृहत्तर द्रव्यमान स्थिर रहता है। निकाय द्वारा फर्श पर लगाया गया अधिकतम बल है ( \(g=10 \; ms ^{-2}\) लें).

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सही उत्तर

(C) \(60\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

Mass of bigger body \(M=4 \mathrm{kg}\)

Mass of smaller body \(\mathrm{m}=1 \mathrm{kg}\)

Smaller mass \((\mathrm{m}=1 \mathrm{kg})\) \(executes \,S.H.M \,of\) 

angular frequency \(\omega=25\) rad \(/ \mathrm{s}\)

Amplitude \(x=1.6 \mathrm{cm}=1.6 \times 10^{-2}\)

As we know,

\(\mathrm{T}=2 \pi \sqrt{\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{K}}}\)

\(\boldsymbol{\alpha}, \quad \frac{2 \pi}{\omega}=2 \pi \sqrt{\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{K}}}\)

or, \(\quad \frac{1}{25}=\sqrt{\frac{1}{\mathrm{K}}}[\because \mathrm{m}=1 \mathrm{kg} ; \omega=25 \mathrm{rad} / \mathrm{s}]\)

or, \(\quad \mathrm{K}=625 \mathrm{Nm}^{-1}\)

The maximum force exerted by the system on the floor

\(=\mathrm{Mg}+\mathrm{Kx}+\mathrm{mg}\)

\(=4 \times 10+625 \times 1.6 \times 10^{-2}+1 \times 10\)

\(=40+10+10\)

\(=60 N\)

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