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

$2 \ s$ ના સમયમાં,એક ડેમ્પ્ડ ઓસિલેટરનો કંપવિસ્તાર તેના પ્રારંભિક કંપવિસ્તાર $A$ ના $\frac{1}{e}$ ગણો થાય છે. પછીની બે સેકન્ડમાં,ઓસિલેટરનો કંપવિસ્તાર કેટલો હશે?

એક ડેમ્પ્ડ હાર્મોનિક ઓસિલેટરનું સ્થાનાંતર $x(t) = e^{-0.1t} \cos(10\pi t + \varphi)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. તેના કંપનનો કંપવિસ્તાર તેના પ્રારંભિક મૂલ્યના અડધા સુધી ઘટવા માટે લાગતો સમય આશરે .... $s$ છે.

જ્યારે એક ઓસિલેટર $100$ દોલનો પૂર્ણ કરે છે,ત્યારે તેનો કંપવિસ્તાર તેના પ્રારંભિક મૂલ્યના $\frac{1}{3}$ જેટલો ઘટી જાય છે. જ્યારે તે $200$ દોલનો પૂર્ણ કરશે ત્યારે તેનો કંપવિસ્તાર કેટલો હશે?

બળજબરીપૂર્વકના દોલનોમાં (forced oscillations),કણ કઈ આવૃત્તિ સાથે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે?

$3000 \; kg$ દળ ધરાવતી એક કારમાં તમે મુસાફરી કરી રહ્યા છો. ધારો કે તમે તેની સસ્પેન્શન સિસ્ટમના દોલનોની લાક્ષણિકતાઓ તપાસી રહ્યા છો. જ્યારે આખી કાર તેના પર મૂકવામાં આવે છે ત્યારે સસ્પેન્શન $15 \; cm$ જેટલું નીચે દબાય છે. વળી,એક પૂર્ણ દોલન દરમિયાન દોલનનો કંપવિસ્તાર $50 \%$ જેટલો ઘટે છે. નીચેના મૂલ્યોનો અંદાજ લગાવો:
$(a)$ સ્પ્રિંગ અચળાંક $k$ અને
$(b)$ એક પૈડા માટે સ્પ્રિંગ અને શોક એબ્સોર્બર સિસ્ટમનો ડેમ્પિંગ અચળાંક $b$,ધારો કે દરેક પૈડું $750 \; kg$ દળને ટેકો આપે છે.

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