કુલ વિદ્યુતભાર $-Q$ એ $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી રીંગની લંબાઈ પર સમાન રીતે પથરાયેલ છે. $m$ દળ ધરાવતો એક નાનો પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર $+q$ રીંગના કેન્દ્ર પર રાખેલ છે અને તેને રીંગની અક્ષ પર હળવો ધક્કો આપવામાં આવે છે.
$(a)$ દર્શાવો કે કણ સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે.
$(b)$ તેનો આવર્તકાળ મેળવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી રીંગના કેન્દ્રથી તેની અક્ષ પર $x$ અંતરે રહેલા બિંદુ $P$ પરના વિદ્યુતભાર $q$ પર રીંગના બિંદુ $A$ પરના વિદ્યુતભારના અંશ $(-dQ)$ ને કારણે લાગતું બળ:
$dF = k \frac{(-dQ)q}{R^2 + x^2}$
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,$dF \sin \theta$ ઘટકો મૂલ્યમાં સમાન અને દિશામાં પરસ્પર વિરુદ્ધ હોવાથી એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે. પરિણામી બળ $F$ એ $dF \cos \theta$ ઘટકોનો સરવાળો છે,જે કેન્દ્ર $O$ તરફ લાગે છે:
$F = \oint dF \cos \theta = \oint -k \frac{(dQ)q}{R^2 + x^2} \cdot \frac{x}{\sqrt{R^2 + x^2}} = -\frac{kQqx}{(R^2 + x^2)^{3/2}}$
જ્યારે $x \ll R$ હોય,ત્યારે $R^2 + x^2 \approx R^2$,તેથી $F \approx -\frac{kQq}{R^3} x$. અહીં $F \propto -x$ હોવાથી,ગતિ સરળ આવર્ત ગતિ છે.
$F = -m \omega^2 x$ સાથે સરખાવતા,$\omega^2 = \frac{kQq}{mR^3} = \frac{Qq}{4 \pi \epsilon_0 m R^3}$ મળે છે.
આવર્તકાળ $T = \frac{2 \pi}{\omega} = 2 \pi \sqrt{\frac{4 \pi \epsilon_0 m R^3}{Qq}}$ થાય.

Explore More

Similar Questions

$2 \lambda$ અને $3 \lambda$ જેટલી સમાન રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા ધરાવતા બે અનંત લંબાઈના પાતળા સીધા તાર એકબીજાથી $R$ અંતરે સમાંતર રાખેલા છે. તેમની વચ્ચેના મધ્યબિંદુએ વિદ્યુતક્ષેત્રની તીવ્રતા કેટલી હશે?

વિદ્યુત ક્ષેત્રની તીવ્રતા અને વિદ્યુત સ્થિતિમાન વિશે નીચેના વિધાનો ધ્યાનમાં લો.
$A$. વિદ્યુતભારીત ગોળીય કવચને કારણે ઉદ્ભવતું વિદ્યુત ક્ષેત્ર,કવચની બહારના બિંદુઓ માટે તેના કેન્દ્રથી અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$B$. બિંદુવત વિદ્યુતભારને કારણે ઉદ્ભવતું વિદ્યુત સ્થિતિમાન,વિદ્યુતભાર અને તે બિંદુ વચ્ચેના અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.

$12 \; cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોલીય વાહકની સપાટી પર $1.6 \times 10^{-7} \; C$ વિદ્યુતભાર સમાન રીતે વિતરિત થયેલ છે. તો નીચેના કિસ્સાઓમાં વિદ્યુતક્ષેત્ર કેટલું હશે?
$(a)$ ગોળાની અંદર
$(b)$ ગોળાની તરત જ બહાર
$(c)$ ગોળાના કેન્દ્રથી $18 \; cm$ દૂર આવેલા બિંદુએ

$10 \ cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા એક વર્તુળાકાર વાયરના લૂપ પર $10^{-5} \ C$ જેટલો કુલ વિદ્યુતભાર સમાન રીતે વિતરિત થયેલ છે. જો વાયરનો $3.14 \times 10^{-6} \ m$ જેટલો નાનો ટુકડો કાપી નાખવામાં આવે,તો બાકી રહેલા વાયરને કારણે કેન્દ્ર પર ઉદ્ભવતા વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય કેટલું હશે ($N \ C^{-1}$ માં)?
(ધારો કે $\frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}} = 9 \times 10^{9} \ SI$ એકમ)

એક બિંદુવત વિદ્યુતભારથી અમુક અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્ર $500\,V/m$ છે અને વિદ્યુતસ્થિતિમાન $3000\,V$ છે. તો આ અંતર કેટલા મીટર હશે?

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