নিট সলভড পেপার ২০১৩ প্রশ্ন ২৩
প্রশ্ন: সমান আধানবাহী দুটি পিথ বল সমান দৈর্ঘ্যের সুতো দ্বারা একটি সাধারণ বিন্দু থেকে ঝুলানো আছে, তাদের মধ্যে ভারসাম্যিক দূরত্ব r। এখন সুতোগুলো অর্ধেক উচ্চতায় দৃঢ়ভাবে আটকানো হলো। এখন বল দুটির মধ্যে ভারসাম্যিক দূরত্ব হবে।
বিকল্পগুলি:
A) $ {{( \frac{1}{\sqrt{2}} )}^{2}} $
B) $ ( \frac{r}{\sqrt[3]{2}} ) $
C) $ ( \frac{2r}{\sqrt{3}} ) $
D) $ ( \frac{2r}{3} ) $
Show Answer
উত্তর:
সঠিক উত্তর: B
সমাধান:
$ \text{Let the length of the strings be } L \text{ and mass of the ball be } m \text{ and charge be } q. $
$\text{At equilibrium, } \sum F_x = 0 \text{ and } \sum F_y = 0 $
$\therefore T \sin \theta = mg \text{ ……….(1)} $
$\text{Also } T \cos \theta = F_e $
$\Rightarrow T \cos \theta = \frac{Kq^2}{r^2} \text{ …….(2) where } K = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} $
$\text{Dividing (1) and (2) gives } r^2 = \frac{mg}{Kq^2} \tan \theta $
$\text{Now as } \frac{mg}{Kq^2} = \text{constant} = C \text{ and } \tan \theta = \frac{y}{r^2} $
$\therefore r^2 = C \times \frac{2y}{r} $
$\Rightarrow r \propto (y)^{\frac{1}{3}} $
$\text{Thus } \frac{r’}{r} = \left(\frac{y’}{y}\right)^{\frac{1}{3}} $
$\text{Now } y’ = y^2 $
$\Rightarrow r’ = r^{\frac{2}{3}} $