समस्या समाधान सरल हारमोनिक आंदोलन विषय
Concepts को याद रखें जो JEE और CBSE बोर्ड परीक्षाओं के लिए Problem-Solving Simple Harmonic Motion पर हैं:
सरल गति हार्मोनिक उछाल (SHM):
- वापसी करने वाले बल को नकारात्मक विस्थापन के प्रतीक के साथ सीधे अनुपात में होने वाली नियमित गति।
- उदाहरण: पेंडुलम, स्प्रिंग-मास सिस्टम और ओसिलेटिंग बॉडी।
- गति सीधी रेखा के आसपास होती है।
SHM के विशेषताएं:
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विस्थापन (x): समय (t) की घनात्मक समांत्रिक फलन। यहां एम्प्लीट्यूड (ए), कोणीय आवेग (वी) के साथ।
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x(t) = ए cos(वीt + फी) या x(t) = ए sin(वीt + फी)
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वेग (वी): एक समांत्रिक ही होता है, विस्थापन के साथ 90° असमांत्रित।
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v(t) = -वीए sin(वीt + फी) या v(t) = वीए cos(वीt + फी)
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त्वरण (ए): समांत्रिक ही, विस्थापन के साथ 180° असमांत्रित और (-एवी^2) के अनुपात में।
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ए(टी) = -वी^2ए cos(वीt + फी) या ए(टी) = -वी^2ए sin(वीt + फी)
SHM के समीकरण:
- विस्थापन: x = ए cos(वीt + ∅), यहां ∅ कोणीय स्थिति होती है।
- वेग: v = -वीए sin(वीt + ∅)।
- त्वरण: ए = -वी^2ए cos(वीt + ∅)।
कालकांश (टी):
- एक पूरी उछलने में लिया जाने वाला समय।
- टी = 2π√(m/k), यहां m ओसीलेटिंग ऑब्जेक्ट का मास है, और k स्प्रिंग संख्या है।
तांत्रिकता (f):
- प्रति सेकंड की ऊंचाइयों का संख्यात्मक।
- f = 1/टी = वी/2पी।
कोणीय आवेग (वी):
- चरण के परिवर्तन की दर को मापता है।
- वी = 2पीf = √(k/m)।
चरण:
- अपनी चक्र में एक ओसिलेटिंग अणु की स्थिति का वर्णन करता है।
- चरण अंतर: दो उछलनों के बीच चरण में अंतर का वर्णन करता है।
SHM में ऊर्जा:
- कुल ऊर्जा (E) स्थिर होती है और किंतुत ऊर्जा (K) और संभाव्य ऊर्जा (U) के योग की समग्र है।
- K = ½kए², और U = ½kए² cos²(वीt + ∅)।
- E = ½kए²।
उत्तेजना:
- जब लागू की गई आवृत्तिक बल की आवृत्तिकता सिस्टम की स्वाभाविक आवृत्तिकता के समान होती है।
- अधिकतम ऊंचाई और ऊर्जा स्थानांतरण का कारण होती है।