నీట్ సాల్వ్డ్ పేపర్ 2013 ప్రశ్న 23
ప్రశ్న: సమాన ఆవేశాలు కలిగిన రెండు పిథ్ బంతులను సమాన పొడవు గల త్రాడులతో ఒక సాధారణ బిందువు నుండి నిలువు చేస్తారు, వాటి మధ్య సమతౌల్య విభజన r. ఇప్పుడు త్రాడులను సగం ఎత్తు వద్ద దృఢంగా బిగించారు. ఇప్పుడు బంతుల మధ్య సమతౌల్య విభజన ఇలా మారుతుంది.
ఎంపికలు:
A) $ {{( \frac{1}{\sqrt{2}} )}^{2}} $
B) $ ( \frac{r}{\sqrt[3]{2}} ) $
C) $ ( \frac{2r}{\sqrt{3}} ) $
D) $ ( \frac{2r}{3} ) $
Show Answer
సమాధానం:
సరైన సమాధానం: B
పరిష్కారం:
$ \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}} $