चित्र में दिखाए अनुसार $1200 \; N m^{-1}$ स्प्रिंग नियतांक वाली एक स्प्रिंग को एक क्षैतिज मेज पर लगाया गया है। स्प्रिंग के मुक्त सिरे से $3 \; kg$ का द्रव्यमान जुड़ा है। द्रव्यमान को फिर एक तरफ $2.0 \; cm$ की दूरी तक खींचा जाता है और छोड़ दिया जाता है। मान लीजिए कि जब स्प्रिंग बिना खिंची हुई है तो द्रव्यमान की स्थिति $x = 0$ है,और बाएं से दाएं की दिशा को $x$-अक्ष की धनात्मक दिशा माना गया है। यदि हम स्टॉपवॉच शुरू करते समय $(t = 0)$,द्रव्यमान निम्नलिखित स्थितियों में हो,तो दोलन करते द्रव्यमान के लिए $x$ को समय $t$ के फलन के रूप में व्यक्त करें:
$(a)$ माध्य स्थिति पर,
$(b)$ अधिकतम खिंची हुई स्थिति पर,और
$(c)$ अधिकतम दबी हुई स्थिति पर।
$SHM$ के लिए ये फलन एक-दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं: आवृत्ति में,आयाम में,या प्रारंभिक कला में?

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(N/A) इन फलनों की आवृत्ति और आयाम समान हैं,लेकिन प्रारंभिक कलाएं भिन्न हैं।
दोलन का आयाम,$A = 2.0 \; cm = 0.02 \; m$.
स्प्रिंग का बल नियतांक,$k = 1200 \; N m^{-1}$.
द्रव्यमान,$m = 3 \; kg$.
दोलन की कोणीय आवृत्ति,$\omega = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{1200}{3}} = \sqrt{400} = 20 \; rad s^{-1}$.
$(a)$ जब $t = 0$ पर द्रव्यमान माध्य स्थिति पर होता है,तो प्रारंभिक कला $0$ होती है। विस्थापन $x = A \sin(\omega t) = 0.02 \sin(20t)$ है।
$(b)$ अधिकतम खिंची हुई स्थिति पर (अत्यंत दाईं ओर),प्रारंभिक कला $\frac{\pi}{2}$ होती है। विस्थापन $x = A \sin(\omega t + \frac{\pi}{2}) = A \cos(\omega t) = 0.02 \cos(20t)$ है।
$(c)$ अधिकतम दबी हुई स्थिति पर (अत्यंत बाईं ओर),प्रारंभिक कला $\frac{3\pi}{2}$ (या $-\frac{\pi}{2}$) होती है। विस्थापन $x = A \sin(\omega t + \frac{3\pi}{2}) = -A \cos(\omega t) = -0.02 \cos(20t)$ है।
$SHM$ के लिए ये फलन केवल अपनी प्रारंभिक कलाओं में एक-दूसरे से भिन्न हैं।

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चित्र में दिखाए अनुसार एक चिकने क्षैतिज फर्श पर रखे $a$ भुजा वाले घनाकार ब्लॉक के लिए सुरक्षित $SHM$ (ब्लॉक $SHM$ के दौरान पलटे नहीं) के लिए अधिकतम आयाम ज्ञात कीजिए (स्प्रिंग द्रव्यमान रहित है)। स्प्रिंग फर्श से $2a/3$ की ऊंचाई पर जुड़ी हुई है।

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बल नियतांक $k$ वाली एक स्प्रिंग का एक सिरा एक ऊर्ध्वाधर दीवार से और दूसरा सिरा एक चिकनी क्षैतिज सतह पर रखे $m$ द्रव्यमान के ब्लॉक से जुड़ा है। ब्लॉक से $x_0$ दूरी पर एक और दीवार है। स्प्रिंग को $2x_0$ तक दबाया जाता है और फिर छोड़ दिया जाता है। दीवार से टकराने में लगा समय है

Difficult
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$m$ द्रव्यमान के एक पिंड को एक द्रव्यमानहीन स्प्रिंग के एक सिरे से जोड़ा गया है,जिसे एक स्थिर बिंदु से ऊर्ध्वाधर रूप से लटकाया गया है। द्रव्यमान को हाथ में पकड़ा जाता है,ताकि स्प्रिंग न तो खिंची हो और न ही दबी हो। अचानक हाथ का सहारा हटा लिया जाता है। दोलन के दौरान द्रव्यमान द्वारा प्राप्त सबसे निचली स्थिति उस बिंदु से $4 \, cm$ नीचे है जहाँ इसे हाथ में पकड़ा गया था।
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$(b)$ दोलन की आवृत्ति ज्ञात कीजिए।

Difficult
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चित्र में दिखाए अनुसार, $k = 150 \ N/m$ स्प्रिंग नियतांक वाली एक स्प्रिंग को $1 \ kg$ और $200 \ g$ के दो द्रव्यमानों को स्प्रिंग की प्राकृतिक लंबाई से अधिक दूरी पर पकड़कर खींची हुई स्थिति में रखा गया है। जब द्रव्यमानों को मुक्त किया जाता है, तो क्षैतिज सतह को घर्षण रहित मानते हुए, निकाय की कोणीय आवृत्ति ($SI$ मात्रक में) क्या होगी?

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