સમાન કંપવિસ્તાર $A$ અને કોણીય આવૃત્તિ $\omega$ ધરાવતાં બે કણો $X-$ અક્ષ પર સરળ આવર્ત ગતિ કરે છે. તેમનાં મધ્યમાન સ્થાનો વચ્ચેનું અંતર $X _{0}\;(X_0 > A)$ છે. જો બંને મધ્યમાન સ્થાનો વચ્ચેનું મહત્તમ અંતર $X _{0}+ A$ હોય, તો બંને કણોની ગતિ વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો હશે?
  • A$\frac{\pi }{2}$
  • B$\frac{\pi }{4}$
  • C$\frac{\pi }{6}$
  • D$\frac{\pi }{3}$
AIEEE 2011, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
d
Equation of motion of particle 1 ,

\(x_1=A \sin \left(\omega t+\phi_1\right) \text {...1 }\)

Equation of motion of particle 2,

\(x_2=A \sin \left(\omega t+\phi_2\right) \text {...2 }\)

From (1) and (2)

\(x_2-x_1=A \sin \left(\omega t+\phi_2\right)-A \sin \left(\omega t+\phi_1\right)\)

\(=A\left[\sin \left(\omega t+\phi_2\right)-\sin \left(\omega t+\phi_1\right)\right]\)

Using, \(\sin C-\sin D=2 \cos \left(\frac{C+D}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{C-D}{2}\right)\)

\(x_2-x_1=2 A \cos \left(\omega t+\frac{\phi_1+\phi_2}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\phi_2-\phi_1}{2}\right)\)

Given that, \(\left(x_0+x_2-x_1\right)_{\max }=x_0+A\)

\(\Rightarrow\left(x_2-x_1\right)_{\max }=A\)

\(\text { To get }\left(x_2-x_1\right)_{\max } \text {, we }\)

\(\Rightarrow 2 A \sin \left(\frac{\phi_2-\phi_1}{2}\right)=A\)

\(\Rightarrow \sin \left(\frac{\phi_2-\phi_1}{2}\right)=\frac{1}{2} \)

\(\Rightarrow \frac{\phi_2-\phi_1}{2}=\frac{\pi}{6} \text { or } \frac{5 \pi}{6}\)

\(\Rightarrow \phi_2-\phi_1=\frac{\pi}{3} \text { or } \frac{5 \pi}{3}\)

\(\text { To get }\left(x_2-x_1\right)_{\max } \text {, we assume } \cos \left(\omega t+\frac{\phi_1+\phi_2}{2}\right)=1\)

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
    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
  • 2
    જો સરળ આવર્તગતિ કરતાં પદાર્થનો કંપવિસ્તાર $50\, mm$ અને આવર્તકાળ $2\, sec$ હોય તો તેનો મહત્તમ  વેગ ...... $m/s$ હોય. 
    View Solution
  • 3
    સરળ આવર્ત ગતિ કરતાં પદાર્થની સ્થિતિઊર્જા સમતોલન સ્થાનથી કંપવિસ્તારના અડધા અંતરે $2.5\, J$ છે,તો કુલઊર્જા કેટલી .... $J$ થાય?
    View Solution
  • 4
    સમાન કંપવિસ્તાર અને કળાના અચળ તફાવત $\frac{\pi}{4}$ થી બે સરખા લોલક ગતિ કરે છે. જ્યારે એકનો મહત્તમ વેગ $v$ હોય ત્યારે બીજાનો મહત્તમ વેગ કેટલો હશે?
    View Solution
  • 5
    સરળ આવર્ત ગતિ કરતાં પદાર્થનું સરળ આવર્ત ગતિનું સમીકરણ $ X = 7\cos 0.5\pi t $ છે,તો સમતોલન સ્થિતિથી મહત્તમ સ્થાનાંતર પહોંચવા માટે કેટલો  ..... $(\sec)$ સમય લાગે?
    View Solution
  • 6
    આપેલ આકૃતિમાં, એક $M$ દળ જેનો એક છેડો દઢ આધાર સાથે જડિત કરેલ છે તેવી સમક્ષિતિજ સ્પ્રિંગ સાથે જોડેલ છે. સ્વિંગનો સ્પ્રિંગ અચળાંક $k$ છે. ઘર્ષણરહિત સપાટી પર દળ $T$ જેટલા આવર્તકાળ અને $A$ જેટલા કંપવિસ્તાર સાથે દોલન કરે છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર, દળ જ્યારે સંતુલન સ્થિતિમાં હોય છે ત્યારે બીજા $m$ દળને ધીરેથી (સાવચેતીથી) તેના પર જોડવામાં આવે છે. દોલનનો નવો કંપવિસ્તાર ............ થશે.
    View Solution
  • 7
    સરળ આવર્ત ગતિ કરતાં પદાર્થનો કંપવિસ્તાર $4\,cm$ છે,સમતોલન સ્થાન પાસે વેગ $10\,cm/s$ હોય,તો કયાં સ્થાન આગળ વેગ $5 \,cm/s$ થાય?
    View Solution
  • 8
    આપેલા આવૃત્તિમાં, $M$ દળ ધરાવતો પદાર્થ બે દળરહિત સ્પ્રિંગો વચ્ચે ઘર્ષણરહિત ઢળતા સમતલ (ઢોળાવ) પર રાખવામાં (બાંધવામાં) આવેલ છે. સ્પ્રિંગોનાં મુક્ત છેડાઓને જડ-આધાર સાથે જોડવામાં આવેલ છે. જે દરેક સ્પ્રિંગનો બળ અચળાંક $k$ હોય તો પદાર્થનાં દોલનની આવૃત્તિ ...... છે. 
    View Solution
  • 9
    સરળ આવર્તગતિ કરતાં કણની ગતિને દર્શાવવા માટે $x=$ $0.01 \sin 100 \pi(t+0.05)$ સમીકરણ વપરાય છે. તેનો આવર્તકાળ ........... $s$ હશે.
    View Solution
  • 10
    એક સ્પ્રિંગ સાથે જોડેલા અને સરળ આવર્તગતિ કરતા પદાર્થના સ્થાનાંતરનું સમીકરણ $x =2 \times 10^{-2} \cos \pi t$ મીટર છે. પ્રથમ વખત મહત્તમ ઝડપ પ્રાપ્ત કરવા કેટલો સમય ($sec$ માં) લાગશે?
    View Solution