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

એક કણ $f$ આવૃત્તિ સાથે સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. તેની ગતિઊર્જા જે આવૃત્તિ સાથે દોલન કરે છે તે છે

એક કણ $A$ કંપવિસ્તાર સાથે $SHM$ કરે છે. જ્યારે તેની ગતિઊર્જા તેની સ્થિતિઊર્જા જેટલી થાય ત્યારે મધ્યમાન સ્થાનથી તેનું અંતર કેટલું હશે?

સરળ આવર્ત ગતિ કરતા કણનું ગતિનું સમીકરણ $x=3 \sin \left(6 t+\frac{\pi}{6}\right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $x$ મીટરમાં અને $t$ સેકન્ડમાં છે. $t=0$ સમયે કણની સ્થિતિ ઊર્જા અને ગતિ ઊર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?

$S.H.M.$ કરતા એક કણની સ્થિતિઊર્જા $2.5 \ J$ છે,જ્યારે તેનું સ્થાનાંતર તેના કંપવિસ્તાર કરતા અડધું હોય. તો કણની કુલ ઊર્જા .... $J$ હશે.

એક કણ $A$ કંપવિસ્તાર અને $\omega$ કોણીય આવૃત્તિ સાથે સીધી રેખામાં $S.H.M.$ કરે છે. જ્યારે તે મધ્યમાન સ્થાનથી $\frac{\sqrt{3}}{2}A$ અંતરે હોય,ત્યારે આઘાતી બળને કારણે તેની ગતિઊર્જામાં $\frac{1}{2}m\omega^2A^2$ જેટલો વધારો થાય છે. તો તેનો નવો કંપવિસ્તાર કેટલો 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