$M$ દળ ધરાવતો માણસ એક $L$ લંબાઈના અને $\theta_0$ કોણીય કંપવિસ્તાર ધરાવતા ઝુલા પર બેઠેલો છે.જ્યારે ઝુલો તેના ન્યૂનત્તમ બિંદુ પાસે હોય ત્યારે માણસ ઊભો થાય છે ,ધારો કે તેનું દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર $l\, ( l < < L)$ જેટલું બદલાય છે તો તેના દ્વારા કેટલું કાર્ય થશે?
  • A$Mgl\,\left( {1 + \theta _0^2} \right)$
  • B$Mgl\,\left( {1 - \theta _0^2} \right)$
  • C$Mgl$
  • D$Mgl\,\left( {1 + \frac{{\theta _0^2}}{2}} \right)$
JEE MAIN 2019, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
a
Angular momentum conservation

\(\mathrm{MV}_{0} \mathrm{L}=\mathrm{MV}_{1}(\mathrm{L}-\ell)\)

\(V_{1}=V_{0}\left(\frac{L}{L-\ell}\right)\)

\(\mathrm{w}_{\mathrm{g}}+\mathrm{w}_{\mathrm{p}}=\Delta \mathrm{KE}\)

\(-m g \ell+w_{p}=\frac{1}{2} m\left(V_{1}^{2}-V_{0}^{2}\right)\)

\(w_{p}=m g \ell+\frac{1}{2} m V_{0}^{2}\left(\left(\frac{L}{L-\ell}\right)^{2}-1\right)\)

\(=m g \ell+\frac{1}{2} m V_{0}^{2}\left(\left(1-\frac{L}{L-\ell}\right)^{-2}-1\right)\)

Now, \(\ell<<\mathrm{L}\)

By, Binomial approximation

\(=m g \ell+\frac{1}{2} m V_{0}^{2}\left(\left(1+\frac{L}{L-\ell}\right)^{-2}-1\right)\)

\(=m g \ell+\frac{1}{2} m V_{0}^{2}\left(\frac{2 \ell}{L}\right)\)

\(\mathrm{W}_{\mathrm{P}}=\mathrm{mg} \ell+\mathrm{mV}_{0}^{2} \frac{\ell}{\mathrm{L}}\)

Here, \(\mathrm{V}_{0}=\) maximum velocity \(=\omega \times \mathrm{A}=(\sqrt{\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{L}}})\left(\theta_{0} \mathrm{L}\right)\)

\(\mathrm{So}, \mathrm{w}_{\mathrm{p}}=\mathrm{mg} \ell+\mathrm{m}\left(\theta_{0} \sqrt{\mathrm{gL}}\right)^{2} \frac{\ell}{\mathrm{L}}\)

\(=m g \ell\left(1+\theta_{0}^{2}\right)\)

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
    જ્યારે અવમંદન દોલક $100$ દોલનો પૂર્ણ કરે ત્યારે તેનો કંપનવિસ્તાર ઘટીને પ્રારંભિક મૂલ્યના $\frac{1}{3}$ બને છે. જ્યારે તે $200$ દોલનો પૂર્ણ કરે ત્યારે તેનો કંપનવિસ્તાર કેટલો થશે?
    View Solution
  • 2
    $10$ સેમીનાં કંપવિસ્તાર અને $0.1$ સે. ના આવર્તકાળથી $10$ ગ્રામ દળ ધરાવતો કણ સરળ આવર્તદોલન કરે છે. આ કણ પર લાગતું મહત્તમ બળ (લગભગ) .......... $N$ હશે ?
    View Solution
  • 3
    કોઈ કણ પોતાની ગતિનું પુનરાવર્તન $8 \,s$ અંતરાલે કરે છે. તો તેની સ્થિતિ ઊર્જા મહત્તમ થયા બાદ ........ $s$ સમયે ફરીથી તેજ મુલ્યે પહોંચશે ?
    View Solution
  • 4
    બે સરળ આવર્તગતિને નીચે મુજબ આપવામાં આવે છે.

    ${y}_{1}=10 \sin \left(3 \pi {t}+\frac{\pi}{3}\right)$

    $y_{2}=5(\sin 3 \pi t+\sqrt{3} \cos 3 \pi t)$

    ${y}_{1}$ અને ${y}_{2}$ ના કંપવિસ્તારનો ગુણોતર ${x}: 1$ હોય તો ${x}$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?

    View Solution
  • 5
    બે સરળ આવર્તગતિ નીચેના સમીકરણ મુજબ આપવામાં આવે છે. 

    ${x}_{1}=5 \sin \left(2 \pi {t}+\frac{\pi}{4}\right)$ અને ${x}_{2}=5 \sqrt{2}(\sin 2 \pi {t}+\cos 2 \pi {t})$

    બીજી ગતિનો કંપવિસ્તાર પહેલી ગતિ કરતાં કેટલા ગણો હશે?

    View Solution
  • 6
    $1 \,m $ લંબાઈવાળું એક સાદુ લોલક $10 \,rad/s$ કોણીય આવૃત્તિથી દોલન કરે છે. લોલકનો આધાર $1 \,rad/s$ જેટલી નાની કોણીય આવૃત્તિ અને $10^{-2}\, m$ જેટલા કંપવિસ્તારથી ઉપર નીચે દોલન કરવાનું શરૂ કરે છે. લોલકની કોણીય આવૃત્તિમાં થતા સાપેક્ષ ફેરફારને _______ દ્વારા સચોટ રીતે દર્શાવી શકાય
    View Solution
  • 7
    સમક્ષિતિજ સમતલ ઉપર અને નીચે $1\, cm$ કંપવિસ્તારથી સરળ આવર્તગતિ કરે છે. જો તેના પર રહેલો $10\, kg$ દળનો પદાર્થ તેના સંપર્કમાં રહે તે માટે તેની મહત્તમ આવૃતિ($Hz$) કેટલી હોવી જોઈએ? 
    View Solution
  • 8
    ${k_1}$ અને ${k_2}$ બળઅચળાંક ઘરાવતી સ્પ્રિંગના છેડે સમાન દળ લગાવવામાં આવે છે. બંને પદાર્થના મહતમ વેગ સમાન છે. તેમના કંપવિસ્તારનો ગુણોતર કેટલો થાય?
    View Solution
  • 9
    એક સેકન્ડ લોલકની પૃથ્વીની સપાટીથી $h = 2R$ ઊંયાઈએ લંબાઈ  $......$ હશે.(જ્યા $R =$ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે અને પૃથ્વીની સપાટી ઉપર ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ $\left.g =\pi^2 ms ^{-2}\right)$ છે.
    View Solution
  • 10
    સ્પ્રિંગ અચળાંકો $k _{1}$ અને $k _{2}$ ધરાવતી બે સ્પ્રિંગો એક દળ $m$ સાથે જોડી છે. આ દળનાં દોલનોની આવૃતિ $f$ છે. જો $k _{1}$ અને $k _{2}$ નાં મૂલ્યો ચાર ગણા કરવામાં આવે, તો દોલનોની આવૃત્તિ કેટલી થશે?
    View Solution