સમાન વિદ્યુતભારિત બે પિચ-બોલ એક જ આધારબિંદુ પરથી સમાન લંબાઇની દોરીઓ વડે લટકાવેલ છે.સમતુલિત અવસ્થામાં તેમની વચ્ચેનું અંતર $r$ છે.હવે બંને દોરીઓને તેની અડધી ઊંચાઇએ દઢ રીતે બાંઘી દેવામાં આવે છે. આ સમતુલિત અવસ્થામાં બંને બોલ વચ્ચેનું અંતર કેટલું થશે?
  • A$\left( {\frac{r}{{\sqrt[3]{2}}}} \right)$
  • B$\left( {\frac{{2r}}{{\sqrt 3 }}} \right)$
  • C$\left( {\frac{{2r}}{3}} \right)$
  • D${\left( {\frac{1}{{\sqrt 2 }}} \right)^2}$
AIPMT 2013, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
a
Let \(m\) be mass of each ball and \(q\) be charge on each ball. Force of repulsion

\(F=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \frac{q^{2}}{r^{2}}\)

In equilibrium

\(T \cos \theta=m g\)    \(...(i)\)

\(T \sin \theta=F\)     \(...(ii)\)

Divide \((ii)\) by \((i),\) we get,

\(\tan \theta=\frac{F}{m g}=\frac{\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \frac{q}{r^{2}}}{m g}\)

From figure \((a),\)

\(\frac{r / 2}{y}=\frac{\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \frac{q}{r^{2}}}{m g}\)    \(....(iii)\)

\(\tan \theta^{\prime}=\frac{\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \frac{q^{2}}{r^{\prime 2}}}{m g}\)

From figure \((b)\)

\(\frac{r^{\prime} / 2}{y / 2}=\frac{\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \frac{q^{2}}{r^{\prime 2}}}{m g} \ldots(\mathrm{iv})\)

Divide \((iv)\) by \((iii),\) we get

\(\frac{2 r^{\prime}}{r}=\frac{r^{2}}{r^{\prime 2}} \Rightarrow r^{\prime 3}=\frac{r^{3}}{2}\)

\(\Rightarrow r^{\prime}=\frac{r}{\sqrt[3]{2}}\)

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
    $20$ યુનિટ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી સપાટી $Y-Z$ સમતલમાં છે,જો વિદ્યુતક્ષેત્ર $(5 \hat{i}+4 \hat{j}+9 \hat{k})$ હોય તો સપાટીમાંથી પસાર થતું ફલક્સ શોધો. (એકમ માં)
    View Solution
  • 2
    $h$ ઊંચાઈ અને $R$ બેજની ત્રિજ્યા ધરાવતા શંકુને $\vec E$ વિદ્યુતક્ષેત્રમાં એવી રીતે મૂકવામાં આવે છે કે જેથી વિદ્યુતક્ષેત્ર બેજને સમાંતર રહે.તો શંકુમાં દાખલ થતું વિદ્યુત ફ્લક્સ કેટલું હશે?
    View Solution
  • 3
    ઈલેકટ્રોન અને પ્રોટોન સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકેલા છે. તેઓના પ્રવેગનો ગુણોત્તર ...... છે.
    View Solution
  • 4
    સમાન  $m$ દળ અને સમાન વિદ્યુતભાર $q$ ને $16\, cm$ અંતરે રહેલા છે.તે બંને પર લાગતું બળ શૂન્ય હોય,તો $\frac{q}{m}  =$ ______
    View Solution
  • 5
    મુક્ત અવકાશમાં $z-$અક્ષ પર $8\, nC / m$ ના સમાંગ રેખીય વિદ્યુતભાર ધરાવતાં વિસ્તરમાં $x =3\, m$ બિંદુ આગળ વિદ્યુત ફલક્સ ઘનતા શોધો :
    View Solution
  • 6
    $1.2 \times 10^{-30} \,Cm$ અને $2.4 \times 10^{-30} \,Cm$ દ્વિ-ધ્રુવી ચાકમાત્રા ધરાવતી બે વિદ્યુત દ્વિ-ધ્રુવીઓને અનુક્રમે બે $5 \times 10^{4}$ $NC ^{-1}$ અને $15 \times 10^{4} \,NC ^{-1}$ જેટલા નિયમીત વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. વિદ્યુત દ્વિ-ધુવીઓ દ્વારા અનુભવતા મહત્તમ ટોર્કનો ગુણોત્તર $\frac{1}{x}$ છે. $x$ નું મૂલ્ય ......... થશે.
    View Solution
  • 7
    $ + 4q,\, - q$ અને $ + 4q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા બિંદુવત વિદ્યુતભારને $x - $અક્ષ પર $x = 0,\,x = a$ અને $x = 2a$ પર મૂકવામાં આવે તો ...
    View Solution
  • 8
    કુલંબના નિયમ પ્રમાણે નીચેની આકૃતિ માટે શું સાયું છે ?
    View Solution
  • 9
    સમાન મૂલ્ય $0.01\,C$ ના અને $0.4\,mm$ અંતરે રાખેલા બે વિદ્યુતભારો, વિદ્યુત ડાયપોલ (દ્વિધ્રુવી) ની રચના કરે છે. જો દ્રી-ધ્રુવીને $10\,dyne/C$ ના નિયમિત વિદ્યુતક્ષેત્ર $\vec{E}$ માં, $\vec{E}$ સાથે $30^{\circ}$ ના કોણે મૂકવામાં આવે, તો દ્વિ-ધ્રુવી પર લાગતા ટોર્કનું મૂલ્ય ...... હશે.
    View Solution
  • 10
    આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બે બાજુઓ સમાન હોય તેવા કાટકોણ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ આગળ ત્રણ વિદ્યુતભાર $Q, +q$ અને $+q$ મૂકેલા છે. તંત્રની રચનાનું ચોખ્ખું સ્થિત વિદ્યુત શાસ્ત્રનું બળ શૂન્ય છે. જો $Q$ ........ ને સમાન છે.
    View Solution