नीट सोल्व्हड पेपर 2013 प्रश्न 23
प्रश्न: समान प्रभार असलेले दोन पिथ बॉल समान लांबीच्या दोरींनी एका सामाईक बिंदूपासून निलंबित केले आहेत, त्यांच्यातील समतोल अंतर r आहे. आता दोरी अर्ध्या उंचीवर कठोरपणे क्लॅम्प केल्या जातात. आता बॉल्समधील समतोल अंतर होईल.
पर्याय:
A) $ {{( \frac{1}{\sqrt{2}} )}^{2}} $
B) $ ( \frac{r}{\sqrt[3]{2}} ) $
C) $ ( \frac{2r}{\sqrt{3}} ) $
D) $ ( \frac{2r}{3} ) $
Show Answer
उत्तर:
योग्य उत्तर: B
उपाय:
$ \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}} $