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PHYSICS
गणितीय गणना द्वारा सिद्ध कीजिये की यदि आ...

गणितीय गणना द्वारा सिद्ध कीजिये की यदि आयाम कम हो तो लोलक की गति सरल आवर्त गति होती है। लोलक के आवर्तकाल का सूत्र स्थापित कीजिए ।

लिखित उत्तर

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चित्र में एक लोलक प्रदर्शित है। माना लोलक की प्रभावकारी लंबाई l है तथा लोलक का द्रव्यमान m है।
जब लोलक अधिकतम विस्थापित स्थिति B पर है तो उस पर लगने वाले बल है-
(i) लोलक का भार mg ऊध्वार्धर निचे की ओर तथा
(ii) डोरी में तनाव T डोरी के अनुदिश निलंबन बिंदु O की ओर ।
भार `mg` को दो घटकों में वियोजित करने पर घटक `mg cos theta` डोरी के अनुदिश (तनाव `T` के विपरीत) और घटक `mg sin theta` डोरी के लंबवत (मध्यमान स्थिति की ओर) होगा। घटक `mg sin theta` ही लोलक को इसकी माध्य स्थिति A पर लाने की चेष्टा करता है, इसे प्रत्यानयन बल कहते है ।
अतः प्रत्यानयन बल `=mg sin theta` (माध्य स्थिति A की ओर)
यदि लोलक का आयाम कम है अथार्त कोण `theta` छोटा है तो
`"sin" theta ~~(x)/(l)`
अतः प्रत्यानयन `= mg theta = mg.(x)/(l) " " ...(1)`
यहाँ `x` लोलक का विस्थापन (=AB) और `l` लोलक की प्रभावकारी लंबाई है ।
लेकिन बल= द्रव्यमान `xx` त्वरण
समी (1) से, लोलक का त्वरण `=("प्र्त्यानयन बल")/("लोलक का द्रवमान") =(mg((x)/(l)))/(m)`
`=g*(x)/(l)`
अथार्त त्वरण `=(g)/(l)xx` विस्थापन
`:. ("विस्थापन")/("त्वरण")=(l)/(g) " "...(2)`
चूँकि लोलक त्वरण, उसके विस्थापन `x` के अनुक्रमानुपाती है अतः लोलक की गति सरल आवर्त गति होती है

सरल लोलक का आवर्तकाल `T=2pi sqrt(("विस्थापन")/("त्वरण"))`
`:.` समी (2) से `T=2pi sqrt((l)/(g))`
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