બળ ક્ષેત્રમાં કણની સ્થિતિ ઊર્જા $U=\frac{A}{r^{2}}-\frac{B}{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $A$ અને $B$ ધન અચળાંકો છે અને $r$ એ ક્ષેત્રના કેન્દ્રથી કણનું અંતર છે. સ્થાયી સંતુલન માટે કણનું અંતર કેટલું હોવું જોઈએ?
  • A$\frac{B}{{2A}}$
  • B$\;\frac{{2A}}{B}$
  • C$\;\frac{A}{B}$
  • D$\;\frac{B}{A}$
AIPMT 2012, Medium
Download our app for free and get startedPlay store
b
\(\begin{array}{l}
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,Here,\,u = \frac{A}{{{r^2}}} - \frac{B}{r}\\
For\,equilibrium,\,\frac{{du}}{{dr}} = 0\\
\therefore \,\, - \frac{{2A}}{{{r^3}}} + \frac{B}{{{r^2}}} = 0\,or\,\frac{{2A}}{{{r^3}}} = \frac{B}{{{r^2}}}\,or\,r = \frac{{2A}}{B}\\
For\,stable\,equilibrium,\,\frac{{{d^2}u}}{{d{r^2}}} > 0
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
\frac{{{d^2}u}}{{d{r^2}}} = \frac{{6A}}{{{r^4}}} - \frac{{2B}}{{{r^3}}}\\
{\left. {\frac{{{d^2}u}}{{d{r^2}}}} \right|_{r = \left( {2A/B} \right)}}\, = \frac{{6A{B^4}}}{{16A}} - \frac{{2{B^4}}}{{8{A^3}}} = \frac{{{B^4}}}{{8{A^3}}} > 0\\
So\,for\,stable\,euilibrium,\,the\,{\rm{distance}}\\
{\rm{of}}\,{\rm{the}}\,{\rm{particle}}\,{\rm{is}}\,\frac{{2A}}{B}
\end{array}\)

art

Download our app
and get started for free

Experience the future of education. Simply download our apps or reach out to us for more information. Let's shape the future of learning together!No signup needed.*

Similar Questions

  • 1
    $m $ દળનો ગોળો $ v$  વેગથી બીજા સમાન દળના સ્થિર ગોળા સાથે સંપૂર્ણ સ્થિતિસ્થાપક સંધાત અનુભવે છે,અથડામણ પછી પ્રથમ $m $ દળના ગોળાનો વેગ કેટલો થાય?
    View Solution
  • 2
    ગોળી લાકડાના બ્લોકમાંથી પસાર થતા $ 20$ માં ભાગનો વેગ ગુમાવે છે.તો ગોળીને સ્થિર કરવાં કેટલા લઘુત્તમ બ્લોકની જરૂર પડશે?
    View Solution
  • 3
    $2000 kg$ ની લિફટ ભોંયરામાંથી સ્થિર સ્થિતિમાંથી $25m$ ઉંચાઈએ ચોથા માળે જાય છે. જ્યારે તે ચોથો માળેથી પસાર થાય ત્યારે $3 ms^{-1}$ ની ઝડપ છે. અહી અચળ ઘર્ષણ બળ $500 N $ લાગે છે. લિફટની યાંત્રિકને વડે થતું કાર્ય  ....... $kJ$ ગણો.
    View Solution
  • 4
    કોની હાજરીમાં કાર્ય-ઊર્જા પ્રમેય પ્રમાણભૂત (માન્ય) છે?
    View Solution
  • 5
    એક $8kg$ દળનો ગતિ કરતો પદાર્થ બીજા $2 kg$ દળના સ્થિર સ્થિતિએ રહેલા પદાર્થ સાથે સ્થિતિસ્થાપક રીતે અથડાય છે. જો $E$ એ ગતિ કરતા દળની પ્રારંભિક ગતિઊર્જા હોય તો અથડામણ પછી બાકી વધેલી ગતિઊર્જા કેટલી હશે ?
    View Solution
  • 6
    એક રબર બોલ $h$ ઉંચાઈથી પડે છે અને $h / 2$ ઉંચાઈ સુધી રીબાઉન્સ (પાછો ઉછળે) થાય છે. પ્રારંભિક તંત્રની કુલ ઊર્જામાં થતો પ્રતિશત ધટાડો, ઉપરાંત બોલ જમીન ને અથડાય તે પહેલાંનો વેગ અનુક્રમે. . . . . . . . .થશે.
    View Solution
  • 7
    $m$ દળનો એક ટુકડો $k$ સ્પ્રિંગ અચળાંકવાળી એક સ્પ્રિંગ કે જેનો એક છેડો દિવાલ સાથે જોડાયેલ છે તેની વિરૂદ્ધમાં ધકેલાય છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે એક ટુકડો ઘર્ષણરહિત ટેબલ પર સરકે છે. સ્પ્રિંગની પ્રાકૃતિક લંબાઈ $l_0$ છે અને જ્યારે ટુકડો મુક્ત થાય છે ત્યારે તે તેની પ્રાકૃતિક લંબાઈની અડધી લંબાઈ જેટલી સંકોચાય છે તો ટુકડાનો અંતિમ વેગ કેટલો હશે ?
    View Solution
  • 8
    $m $ દળનું એક વાહન સ્થિર સ્થિતિએથી પ્રવેગીત થાય છે. જો એન્જિન $p$ જેટલો અચળ પાવર અપાતુ હોય તો $(s)$ સમયે વાહનનું $(t) $ સ્થાન કયા સૂત્રથી આપી શકાય?
    View Solution
  • 9
    એક પદાર્થ પર લાગતું બળ $ F(x) = - kx + a{x^3} $ હોય,તો $ x \ge 0 $ માટે પદાર્થની સ્થિતિઊર્જાનો આલેખ નીચે પૈકી કયો થશે?
    View Solution
  • 10
    $m$ દળનો એક પદાર્થ $v$ વેગથી પ્રારંભમાં સ્થિર સ્થિતિમાં રહેલો $2m$ દળના બીજા પદાર્થ સાથે હેડઓન સંઘાત કરે છે. સંઘાત પહેલા અને સંઘાત પછી સંઘાતી પદાર્થની ગતિ ઊર્જાનો ગુણોત્તર શું હશે ?
    View Solution