સાબિત કરો કે રેખીય $SHM$ માં રહેલા કણ માટે,દોલનનો એક આવર્તકાળ દરમિયાન સરેરાશ ગતિઊર્જા તે જ સમયગાળા દરમિયાન સરેરાશ સ્થિતિઊર્જા જેટલી હોય છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) $SHM$ કરતા કણનું સ્થાનાંતર $x = A \sin \omega t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $A$ કંપવિસ્તાર છે અને $\omega$ કોણીય આવૃત્તિ છે.
કણનો વેગ $v = \frac{dx}{dt} = A \omega \cos \omega t$ છે.
ગતિઊર્જા $E_k = \frac{1}{2} M v^2 = \frac{1}{2} M A^2 \omega^2 \cos^2 \omega t$ છે.
સ્થિતિઊર્જા $E_p = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} M \omega^2 A^2 \sin^2 \omega t$ છે.
$T$ આવર્તકાળ પર સરેરાશ ગતિઊર્જા $\langle E_k \rangle = \frac{1}{T} \int_0^T E_k dt = \frac{1}{T} \int_0^T \frac{1}{2} M A^2 \omega^2 \cos^2 \omega t dt$ છે.
$\cos^2 \omega t = \frac{1 + \cos 2 \omega t}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\langle E_k \rangle = \frac{M A^2 \omega^2}{2T} \int_0^T \frac{1 + \cos 2 \omega t}{2} dt = \frac{M A^2 \omega^2}{4T} [t + \frac{\sin 2 \omega t}{2 \omega}]_0^T = \frac{1}{4} M A^2 \omega^2 \dots (i)$ મળે છે.
$T$ આવર્તકાળ પર સરેરાશ સ્થિતિઊર્જા $\langle E_p \rangle = \frac{1}{T} \int_0^T E_p dt = \frac{1}{T} \int_0^T \frac{1}{2} M \omega^2 A^2 \sin^2 \omega t dt$ છે.
$\sin^2 \omega t = \frac{1 - \cos 2 \omega t}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\langle E_p \rangle = \frac{M \omega^2 A^2}{2T} \int_0^T \frac{1 - \cos 2 \omega t}{2} dt = \frac{M \omega^2 A^2}{4T} [t - \frac{\sin 2 \omega t}{2 \omega}]_0^T = \frac{1}{4} M A^2 \omega^2 \dots (ii)$ મળે છે.
$(i)$ અને $(ii)$ ની સરખામણી કરતા,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $\langle E_k \rangle = \langle E_p \rangle$.

Explore More

Similar Questions

જો સરળ આવર્તગતિની આવૃત્તિ $f$ હોય,તો તેની ગતિઊર્જાની આવૃત્તિ કેટલી થાય?

મધ્યમાન સ્થાનથી શરૂ કરતો એક કણ $8 \ s$ ના આવર્તકાળ સાથે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. તે સમયગાળો શોધો જેમાં તેની સ્થિતિઊર્જા કુલ ઊર્જાની અડધી થાય. ($s$ માં)

$SHM$ માં રહેલા કણના સ્થાનાંતર $x$ ના વિધેય તરીકે ગતિઊર્જા $K(x)$,સ્થિતિઊર્જા $U(x)$ અને કુલ ઊર્જા $E$ ના ફેરફારો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ છે. $|x_0|$ નું મૂલ્ય કેટલું છે?

સરળ આવર્ત ગતિ કરતા કણ માટે,ગતિઊર્જા $K$ એ $K = K_0 \cos^2 \omega t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. સ્થિતિઊર્જાનું મહત્તમ મૂલ્ય કેટલું હશે?

એક પદાર્થ સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. $x$ સ્થાનાંતર પર તેની સ્થિતિ ઉર્જા $E_1$ છે અને $y$ સ્થાનાંતર પર તેની સ્થિતિ ઉર્જા $E_2$ છે. $(x + y)$ સ્થાનાંતર પર સ્થિતિ ઉર્જા $E$ કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

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