અવમંદિત દોલનો માટે વિકલ સમીકરણ તારવો અને તેનો ઉકેલ લખો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) પ્રવાહી માધ્યમમાં દોલક પર લાગતું અવરોધક બળ દોલકના વેગ પર આધાર રાખે છે.
વ્યવહારમાં,ખૂબ મોટા વેગ ન હોય ત્યારે,અવરોધક બળ દોલકના વેગના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$\therefore F_{d} \propto -v$
$\therefore F_{d} = -bv$ ... $(1)$
જ્યાં $b$ એ ધન અચળાંક છે જેને અવમંદન અચળાંક કહે છે.
તે માધ્યમના ગુણધર્મો (જેમ કે સ્નિગ્ધતા) અને બ્લોકના કદ અને આકાર પર આધાર રાખે છે.
અવમંદન અચળાંકનો એકમ $N \cdot s/m$ છે અને તેનું પારિમાણિક સૂત્ર $[M^1 L^0 T^{-1}]$ છે.
જ્યારે દોલક મધ્યમાન સ્થાનથી $x$ જેટલું સ્થાનાંતર ધરાવે છે,ત્યારે તેમાં ઉદ્ભવતું પુનઃસ્થાપક બળ $(F_{s})$ એ $F_{s} = -kx$ છે ... $(2)$
આમ,કોઈપણ સમયે $t$ પર દળ પર લાગતું કુલ બળ:
$F = F_{s} + F_{d}$
$\therefore F = -kx - bv$ ... $(3)$
જો $a(t)$ એ $t$ સમયે દળનો પ્રવેગ હોય,તો ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,$F = ma(t)$.
સમીકરણ $(3)$ માં કિંમત મૂકતા:
$m \frac{d^2x}{dt^2} = -kx - b \frac{dx}{dt}$
$\therefore m \frac{d^2x}{dt^2} + b \frac{dx}{dt} + kx = 0$ ... $(4)$
આ અવમંદિત દોલનો માટેનું વિકલ સમીકરણ છે.
સમીકરણ $(4)$ નો ઉકેલ નીચે મુજબ છે:
$x(t) = A e^{-\frac{bt}{2m}} \cos(\omega' t + \phi)$ ... $(5)$
જ્યાં $A e^{-\frac{bt}{2m}}$ એ સમય પર આધારિત કંપવિસ્તાર છે અને $\omega' = \sqrt{\frac{k}{m} - \frac{b^2}{4m^2}}$ એ અવમંદિત દોલકની કોણીય આવૃત્તિ છે.

Explore More

Similar Questions

નીચેનામાંથી કઈ આકૃતિ અવમંદિત આવર્ત ગતિ (damped harmonic motion) દર્શાવે છે?

$3 \ kg$ નો એક ગોળો હવામાં મુક્ત પતન કરે ત્યારે તેનો ટર્મિનલ વેગ $25 \ m/s$ છે. (ધારો કે ડ્રેગ ફોર્સ $F_d = -bv$ છે). હવે ધારો કે આ ગોળાને $k = 300 \ N/m$ બળ અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગ સાથે જોડવામાં આવે છે અને તે $20 \ cm$ ના પ્રારંભિક કંપવિસ્તાર સાથે દોલનો કરે છે. તેના અવમંદિત $SHM$ ની કોણીય આવૃત્તિ કેટલી હશે? ..... $rad/s$

આકૃતિમાં દર્શાવેલ ડેમ્પ્ડ ઓસિલેટર માટે,બ્લોકનું દળ $m = 200 \; g$,$k = 90 \; N m^{-1}$ અને ડેમ્પિંગ અચળાંક $b = 40 \; g s^{-1}$ છે. ગણતરી કરો:
$(a)$ દોલનનો આવર્તકાળ,
$(b)$ તેના કંપનનો કંપવિસ્તાર તેના પ્રારંભિક મૂલ્યના અડધા થવા માટે લાગતો સમય,અને
$(c)$ તેની યાંત્રિક ઊર્જા તેના પ્રારંભિક મૂલ્યના અડધા થવા માટે લાગતો સમય.

Difficult
View Solution

$200 \, g$ દળનો એક બ્લોક,$K = 90 \, N \, m^{-1}$ સ્પ્રિંગ અચળાંક અને $b = 40 \, g \, s^{-1}$ અવમંદન અચળાંક ધરાવતી સ્પ્રિંગની અસર હેઠળ $SHM$ કરે છે. તેના કંપવિસ્તારને તેના પ્રારંભિક મૂલ્યના અડધા સુધી ઘટવા માટે લાગતો સમય ...... $s$ છે (આપેલ છે: $\ln \frac{1}{2} = -0.693$).

શુદ્ધ સરળ આવર્ત ગતિ એટલે શું? વ્યવહારમાં તે $100 \%$ શા માટે શક્ય નથી?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo