भौतिकी 1: यांत्रिकी: क्रैम पैक

सूत्र-पत्रक, हर विषय के मुख्य विधि-चरण और 16 अभ्यास प्रश्न, पूरे हल पीछे दिए गए हैं।

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1सूत्र और विधियाँ

शुद्ध गतिकी

वेग
v = v0 + a·t
विस्थापन
s = v0·t + ½·a·t²
समय के बिना
v² = v0² + 2·a·s
इकाइयाँ
1 m/s = 3.6 km/h

विधि

  1. जो ज्ञात है उसे सूचीबद्ध करें: v₀, v, a, t और s, इकाइयों सहित।
  2. वह समीकरण चुनें जिसमें आपकी तीन ज्ञात राशियाँ और अज्ञात हो।
  3. एक धनात्मक दिशा चुनें और विपरीत राशियों को ऋण चिह्न दें।
  4. हल करें और जाँचें कि उत्तर भौतिक रूप से उचित है।

न्यूटन के नियम

द्वितीय नियम
ΣF = m·a
भार
W = m·g
गतिज घर्षण
Ff = μ·N
ढलान पर
ढलान के अनुदिश: m·g·sin θ, अभिलंब: m·g·cos θ

विधि

  1. पिंड पर हर बल के साथ मुक्त-पिंड आरेख बनाएँ।
  2. गति के अनुदिश एक धनात्मक दिशा चुनें।
  3. बलों को गति के अनुदिश और उसके लंबवत घटकों में विभाजित करें (ढलान पर: अनुदिश m·g·sin θ, ढलान में m·g·cos θ)।
  4. गति के अनुदिश ΣF = m·a लगाएँ; घर्षण गति के विरुद्ध μ·N है।

प्रक्षेप्य गति

घटक
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
स्थिति
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
अधिकतम ऊँचाई
H = h + vy²/(2g)
परास (समतल भूमि)
R = v0²·sin 2θ/g

विधि

  1. प्रक्षेपण वेग को घटकों में विभाजित करें: vx = v₀·cos θ और vy = v₀·sin θ।
  2. क्षैतिज गति की चाल नियत होती है; ऊर्ध्वाधर गति का त्वरण −g होता है।
  3. ऊर्ध्वाधर गति से उड़ान का समय ज्ञात करें।
  4. परास ज्ञात करने के लिए उस समय का क्षैतिज गति में उपयोग करें।

वृत्तीय गति

अभिकेंद्र त्वरण
a = v²/r = ω²·r
अभिकेंद्र बल
F = m·v²/r
कोणीय चाल
ω = v/r = 2π/T
समतल मोड़, घर्षण
vmax = √(μ·g·r)

कार्य और ऊर्जा

गतिज ऊर्जा
Ek = ½mv²
स्थितिज ऊर्जा
Ep = mgh
ऊर्जा संतुलन
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
घर्षण का कार्य
W = μ·N·d
शक्ति
P = W/t

संवेग और टक्करें

संवेग
p = m·v
संरक्षण
Σm·v (before) = Σm·v (after)
पूर्णतः अप्रत्यास्थ
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
आवेग
J = F·Δt = m·Δv

विधि

  1. एक धनात्मक दिशा चुनें और हर वेग को उसका चिह्न दें।
  2. पहले का कुल संवेग लिखें: Σm·v।
  3. पूर्णतः अप्रत्यास्थ टक्कर में पिंड बाद में साथ चलते हैं; प्रत्यास्थ टक्कर में गतिज ऊर्जा भी संरक्षित रहती है।
  4. पहले के संवेग को बाद के संवेग के बराबर रखें और हल करें।

स्प्रिंग और लोलक

स्प्रिंग पर द्रव्यमान
T = 2π·√(m/k)
लोलक
T = 2π·√(L/g)
कोणीय आवृत्ति
ω = √(k/m) = 2π/T
अधिकतम चाल और त्वरण
vmax = A·ω, amax = A·ω²
ऊर्जा
E = ½·k·A²

तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकी

तरंग चाल
v = fλ, T = 1/f
डोरी
v = √(T/μ), μ = m/L
ध्वनि स्तर
β = 10·log10(I/I0), I0 = 10⁻¹² W/m²
बिंदु स्रोत
I = P/(4πr²)
अप्रगामी तरंगें
डोरी या खुली नली fn = n·v/(2L); बंद नली fn = n·v/(4L), n विषम
डॉप्लर प्रभाव
f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs)
अपवर्तनांक
n = c/v, λ = λ0/n
स्नेल का नियम
n1sin θ1 = n2sin θ2
क्रांतिक कोण
sin θc = n2/n1
प्रकाशिक तंतु
NA = sin θa = √(n1² − n2²)
लेंस और दर्पण
1/f = 1/do + 1/di, m = −di/do, mirror f = R/2
द्वि-झिरी
d·sin θ = mλ, ym = mλL/d
झरझरी
d = 1/N, d·sin θ = mλ, mmax ≤ d/λ
एकल झिरी
a·sin θ = mλ (dark), w = 2λL/a

विधि

  1. प्रश्न का प्रकार पहचानें: तरंग चाल, ध्वनि स्तर, अप्रगामी तरंग, डॉप्लर, अपवर्तन, लेंस या दर्पण, या व्यतिकरण।
  2. पहले संबंध लिखें: v = fλ, β = 10·log(I/I₀), fₙ = n·v/(2L) या n·v/(4L), f′ = f(v ± vo)/(v ∓ vs), n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂, 1/f = 1/d₀ + 1/dᵢ, d·sin θ = mλ।
  3. इकाइयाँ बदलें: nm, mm और cm से m में, और जाँचें कि कोण अभिलंब से मापे गए हैं या नहीं।
  4. चिह्न और औचित्य जाँचें: आभासी प्रतिबिंब का dᵢ < 0 होता है, पास आता स्रोत ऊँचा सुनाई देता है, बंद नली में केवल विषम संनादी होते हैं।

2अभ्यास प्रश्न

1.शुद्ध गतिकीमध्यम
a = ?s = 900 m

एक विमान को उड़ान भरने के लिए 250 km/h की चाल चाहिए और उपयोगी रनवे 900 m लंबा है। विराम से शुरू करते हुए, उसे कितना स्थिर त्वरण a चाहिए?

v₀ = 0v = 250 km/hs = 900 m
a = m/s²
2.शुद्ध गतिकीकठिन
v₀ = 12 m/s30 m

ज़मीन से 30 m ऊँची छत के किनारे से एक गेंद 12 m/s से सीधे ऊपर फेंकी जाती है। वायु प्रतिरोध नगण्य मानें और g = 9.81 m/s² लें। फेंकने के कितनी देर बाद वह ज़मीन से टकराती है? t ज्ञात कीजिए।

v₀ = 12 m/sh₀ = 30 mg = 9.81 m/s²
t = s
3.न्यूटन के नियममध्यम
θ = 35°10 kgF = ?

एक 10 kg डिब्बे को ढलान के समांतर बल से क्षैतिज से 35° पर झुके रैंप पर स्थिर चाल से ऊपर धकेला जाता है। गतिज घर्षण गुणांक 0.2 है। g = 9.81 m/s² लें। धकेलने वाला बल F ज्ञात कीजिए।

m = 10 kgθ = 35°μ = 0.2g = 9.81 m/s²
F = N
4.न्यूटन के नियमकठिन
m1​ = 6.5 kg5 kgμ = 0.1

क्षैतिज मेज़ पर रखा 6.5 kg का एक गुटका एक हल्की डोरी द्वारा, जो घर्षणरहित घिरनी के ऊपर से जाती है, 5 kg के लटकते द्रव्यमान से जुड़ा है। गुटके और मेज़ के बीच गतिज घर्षण गुणांक 0.1 है। g = 9.81 m/s² लें। निकाय का त्वरण a ज्ञात कीजिए।

m1 = 6.5 kgm2 = 5 kgμ = 0.1g = 9.81 m/s²
a = m/s²
5.प्रक्षेप्य गतिमध्यम
79 my = ?v0​ = 36 m/s45°

समतल ज़मीन से एक गेंद को 36 m/s से क्षैतिज से 45° ऊपर 79 m दूर एक दीवार की ओर किक मारी जाती है। वायु प्रतिरोध को नगण्य मानें और g = 9.81 m/s² लें। गेंद किस ऊँचाई y पर दीवार से गुज़रती है?

v₀ = 36 m/sθ = 45°x = 79 mg = 9.81 m/s²
y = m
6.प्रक्षेप्य गतिकठिन
h = 35 mv0​ = 22 m/s45°H = ?

एक 35 m ऊँची चट्टान के शीर्ष से एक गेंद 22 m/s से क्षैतिज से 45° ऊपर प्रक्षेपित की जाती है। वायु प्रतिरोध को नगण्य मानें और g = 9.81 m/s² लें। चट्टान के आधार पर ज़मीन से अधिकतम ऊँचाई H ज्ञात कीजिए।

v₀ = 22 m/sθ = 45°h = 35 mg = 9.81 m/s²
H = m
7.वृत्तीय गतिमध्यम
r = 25 mvmax​ = ?

एक कार 25 m त्रिज्या वाला समतल मोड़ लेती है। टायरों और सड़क के बीच स्थैतिक घर्षण गुणांक 0.4 है। g = 9.81 m/s² लें। वह अधिकतम चाल vmax ज्ञात कीजिए जिस पर कार बिना फिसले मोड़ ले सकती है।

r = 25 mμs = 0.4g = 9.81 m/s²
vmax = m/s
8.वृत्तीय गतिकठिन
r = 1.1 mv = 9 m/s

1.1 m लंबी डोरी से बँधी 1.5 kg की एक गेंद ऊर्ध्वाधर वृत्त में घुमाई जाती है। निम्नतम बिंदु पर वह 9 m/s से चलती है। g = 9.81 m/s² लें। निम्नतम बिंदु पर डोरी में तनाव T ज्ञात कीजिए।

m = 1.5 kgr = 1.1 mv = 9 m/sg = 9.81 m/s²
T = N
9.कार्य और ऊर्जामध्यम
15°d = 2 mμ = 0.15

एक गुटका क्षैतिज से 15° पर झुकी ढलान पर विराम से फिसलता है। गतिज घर्षण गुणांक 0.15 है। ढलान के साथ 2 m फिसलने के बाद उसकी चाल v ज्ञात कीजिए।

θ = 15°μ = 0.15d = 2 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
10.कार्य और ऊर्जाकठिन
10 kg6 kgμ = 0.1d = 1.5 m

एक 10 kg गुटका खुरदरी क्षैतिज मेज़ (μ = 0.1) पर रखा है। एक हल्की डोरी उससे मेज़ के किनारे पर एक चिकनी घिरनी के ऊपर से होकर एक लटकते 6 kg गुटके तक जाती है। तंत्र को विराम से छोड़ा जाता है। लटकते गुटके के 1.5 m गिरने के बाद गुटकों की चाल v ज्ञात कीजिए।

m1 = 10 kgm2 = 6 kgμ = 0.1d = 1.5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
11.संवेग और टक्करेंमध्यम
3 kgv = ?15 gh = 7 cm

एक 15 g गोली हल्की डोरियों पर लटके 3 kg लकड़ी के गुटके में क्षैतिज रूप से दागी जाती है और उसके अंदर रह जाती है। गुटका प्रारंभ से 7 cm ऊँचा होने तक ऊपर झूलता है। g = 9.81 m/s² लें। टक्कर से पहले गोली की चाल v ज्ञात कीजिए।

m = 15 gM = 3 kgh = 7 cmg = 9.81 m/s²
v = m/s
12.संवेग और टक्करेंकठिन
29 m/s17 m/s

0.3 kg की एक गेंद 29 m/s से दीवार से टकराती है और 17 m/s से सीधे वापस लौटती है। संपर्क 50 ms तक रहता है। दीवार द्वारा गेंद पर लगाया गया औसत बल Favg ज्ञात कीजिए।

m = 0.3 kgvin = 29 m/svout = 17 m/sΔt = 50 ms
Favg = N
13.स्प्रिंग और लोलकमध्यम
0.7 kgk = 390 N/mA = 19 cmx = 18 cm

k = 390 N/m वाले स्प्रिंग पर एक 0.7 kg द्रव्यमान घर्षणरहित सतह पर 19 cm आयाम से दोलन करता है। संतुलन से 18 cm पर होने पर उसकी चाल v ज्ञात कीजिए।

m = 0.7 kgk = 390 N/mA = 19 cmx = 18 cm
v = m/s
14.स्प्रिंग और लोलककठिन
1.5 kgk = 470 N/m

k = 470 N/m वाले एक बिना खिंचे ऊर्ध्वाधर स्प्रिंग के निचले सिरे पर एक 1.5 kg द्रव्यमान जोड़कर विराम से छोड़ा जाता है। g = 9.81 m/s² लें। स्प्रिंग का अधिकतम खिंचाव xmax cm में ज्ञात कीजिए।

m = 1.5 kgk = 470 N/mg = 9.81 m/s²
xmax = cm
15.तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकीमध्यम
S30 m/sOf = 800 Hz

800 Hz का एक स्रोत स्थिर प्रेक्षक से दूर 30 m/s से चलता है। ध्वनि की चाल 343 m/s है। प्रेक्षक को सुनाई देने वाली आवृत्ति f′ ज्ञात करें।

f = 800 Hzv = 343 m/svs = 30 m/s
f′ = Hz
16.तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकीकठिन
f1​ = 12 cmf2​ = 20 cm50 cm60 cm

दो पतले लेंस एक ही अक्ष पर 60 cm की दूरी पर हैं: लेंस 1 की f₁ = 12 cm और लेंस 2 की f₂ = 20 cm है। एक वस्तु लेंस 1 के सामने 50 cm पर है। अंतिम प्रतिबिंब की स्थिति di2 लेंस 2 से मापकर ज्ञात करें (लेंस 2 के आगे धनात्मक, वास्तविक-धनात्मक परिपाटी)।

f1 = 12 cmf2 = 20 cms = 60 cmdo = 50 cm
di2 = cm

3विलयन

1.शुद्ध गतिकी

उत्तर: a = 2.679 m/s²

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

इकाइयाँ

v = 250/3.6 = 69.44 m/s

त्वरण

a = v²/(2s) = 69.44²/(2·900) = 2.679 m/s²

उत्तर

a = 2.679 m/s²
2.शुद्ध गतिकी

उत्तर: t = 3.982 s

नियत त्वरण वाली गति: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² और v² = v₀² + 2·a·s। वह समीकरण चुनें जिसमें आपकी तीन ज्ञात राशियाँ और एक वांछित राशि हो, और एक धनात्मक दिशा के अनुसार चिह्न एकसमान रखें।

गति का समीकरण

ऊपर धनात्मक है और ज़मीन प्रारंभिक बिंदु से h₀ नीचे है।

−30 = 12·t − ½·9.81·t²
4.905·t² − 12·t − 30 = 0

द्विघात समीकरण हल करें

केवल धनात्मक मूल ही भौतिक रूप से सार्थक है।

t = (12 + √(12² + 2·9.81·30))/9.81 = 3.982 s

उत्तर

t = 3.982 s
3.न्यूटन के नियम

उत्तर: F = 72.34 N

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

ढलान के अनुदिश बल

स्थिर चाल: बल संतुलित हैं।

F = m·g·sin θ + μ·m·g·cos θ

धकेलने वाला बल

F = 56.27 + 16.07 = 72.34 N

उत्तर

F = 72.34 N
4.न्यूटन के नियम

उत्तर: a = 3.711 m/s²

न्यूटन का द्वितीय नियम: किसी पिंड पर नेट बल उसके द्रव्यमान और त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है, ΣF = m·a। एक मुक्त-पिंड आरेख बनाएँ, गति की दिशा में एक धनात्मक दिशा चुनें, और उस दिशा में सभी बल जोड़ें: लगाए गए बल, गति के विरुद्ध घर्षण μ·N, और गुरुत्व के घटक।

निकाय का त्वरण

a = (m2·g − μ·m1·g)/(m1 + m2) = (49.05 − 6.377)/11.5 = 3.711 m/s²

उत्तर

a = 3.711 m/s²
5.प्रक्षेप्य गति

उत्तर: y = 31.76 m

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

दीवार तक समय

vx = 36·cos 45° = 25.46 m/s
t = x/vx = 79/25.46 = 3.103 s

उस समय ऊँचाई

y = 25.46·3.103 − ½·9.81·3.103² = 31.76 m

उत्तर

y = 31.76 m

दीवार पर गेंद पहले से नीचे आ रही है।

6.प्रक्षेप्य गति

उत्तर: H = 47.33 m

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

ऊर्ध्वाधर प्रक्षेपण चाल

vy = 22·sin 45° = 15.56 m/s

चट्टान से ऊपर उठान

Δh = vy²/(2g) = 15.56²/(2·9.81) = 12.33 m

ज़मीन से ऊँचाई

H = 35 + 12.33 = 47.33 m

उत्तर

H = 47.33 m
7.वृत्तीय गति

उत्तर: vmax = 9.905 m/s

एकसमान वृत्तीय गति: r त्रिज्या के वृत्त पर v चाल से चलती वस्तु केंद्र की ओर a = v²/r से त्वरित होती है, इसलिए उसे भीतर की ओर नेट बल F = m·v²/r चाहिए। यह बल किसी वास्तविक स्रोत से आता है: घर्षण, तनाव, गुरुत्व या अभिलंब बल।

घर्षण अभिकेंद्र बल प्रदान करता है

m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0.4·9.81·25) = 9.905 m/s

उत्तर

vmax = 9.905 m/s (35.66 km/h)
8.वृत्तीय गति

उत्तर: T = 125.2 N

एकसमान वृत्तीय गति: r त्रिज्या के वृत्त पर v चाल से चलती वस्तु केंद्र की ओर a = v²/r से त्वरित होती है, इसलिए उसे भीतर की ओर नेट बल F = m·v²/r चाहिए। यह बल किसी वास्तविक स्रोत से आता है: घर्षण, तनाव, गुरुत्व या अभिलंब बल।

निम्नतम बिंदु पर बल

केंद्र की ओर (ऊपर) धनात्मक है।

T − m·g = m·v²/r
T = 1.5·9.81 + 1.5·9²/1.1 = 14.71 + 110.5 = 125.2 N

उत्तर

T = 125.2 N
9.कार्य और ऊर्जा

उत्तर: v = 2.114 m/s

कार्य–ऊर्जा सिद्धांत: गतिज ऊर्जा में परिवर्तन सभी बलों द्वारा किए गए कार्य के बराबर है। गुरुत्व और स्प्रिंग को स्थितिज ऊर्जा (mgh और ½kx²) के रूप में लिखने से यह एक संतुलन बन जाता है: प्रारंभिक ऊर्जा = अंतिम ऊर्जा + घर्षण में खोई ऊर्जा (μN·d)।

ढलान के साथ ऊर्जा संतुलन

गुटका d·sin θ ऊँचाई गिरता है जबकि घर्षण μmg·cos θ·d हटाता है। द्रव्यमान कट जाता है।

½v² = g·d·(sin θ − μ·cos θ)
v = √(2·9.81·2·(0.2588 − 0.15·0.9659)) = 2.114 m/s

उत्तर

v = 2.114 m/s
10.कार्य और ऊर्जा

उत्तर: v = 3.033 m/s

कार्य–ऊर्जा सिद्धांत: गतिज ऊर्जा में परिवर्तन सभी बलों द्वारा किए गए कार्य के बराबर है। गुरुत्व और स्प्रिंग को स्थितिज ऊर्जा (mgh और ½kx²) के रूप में लिखने से यह एक संतुलन बन जाता है: प्रारंभिक ऊर्जा = अंतिम ऊर्जा + घर्षण में खोई ऊर्जा (μN·d)।

मुक्त और खोई गई ऊर्जा

m₂g·d = 58.86·1.5 = 88.29 J
μ·m₁g·d = 0.1·98.1·1.5 = 14.72 J

दोनों गुटकों की गतिज ऊर्जा

½(m₁ + m₂)v² = 73.57 → v = √(2·73.57/16) = 3.033 m/s

उत्तर

v = 3.033 m/s
11.संवेग और टक्करें

उत्तर: v = 235.6 m/s

Conservation of momentum: when no external force acts during a collision, the total momentum Σm·v before equals the total after. Velocities have a direction, so pick a positive direction and give velocities the other way a minus sign. In an elastic collision kinetic energy is conserved too; in a perfectly inelastic one the bodies stick together.

टक्कर के बाद झूलना

V = √(2·g·h) = √(2·9.81·0.07) = 1.172 m/s

टक्कर

m·v = (m + M)·V → v = (0.015 + 3)·1.172/0.015 = 235.6 m/s

उत्तर

v = 235.6 m/s
12.संवेग और टक्करें

उत्तर: Favg = 276 N

संवेग संरक्षण: जब टक्कर के दौरान कोई बाह्य बल कार्य नहीं करता, तो पहले का कुल संवेग Σm·v बाद के कुल संवेग के बराबर होता है। वेगों की दिशा होती है, इसलिए एक धनात्मक दिशा चुनें और विपरीत दिशा के वेगों को ऋण चिह्न दें। प्रत्यास्थ टक्कर में गतिज ऊर्जा भी संरक्षित रहती है; पूर्णतः अप्रत्यास्थ टक्कर में पिंड आपस में चिपक जाते हैं।

संवेग में परिवर्तन

J = m·Δv = 0.3·(17 + 29) = 13.8 N·s

औसत बल

Favg = J/Δt = 13.8/0.05 = 276 N

उत्तर

Favg = 276 N
13.स्प्रिंग और लोलक

उत्तर: v = 1.436 m/s

Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².

कोणीय आवृत्ति

ω = √(390/0.7) = 23.6 rad/s

x पर चाल

v = ω·√(A² − x²) = 23.6·√(0.19² − 0.18²) = 1.436 m/s

उत्तर

v = 1.436 m/s
14.स्प्रिंग और लोलक

उत्तर: xmax = 6.262 cm

Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².

संतुलन और आयाम

x₀ = m·g/k = 1.5·9.81/470 = 0.03131 m = A

निम्नतम बिंदु

xmax = 2A = 0.06262 m = 6.262 cm

उत्तर

xmax = 6.262 cm
15.तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकी

उत्तर: f′ = 735.7 Hz

अप्रगामी तरंगें और डॉप्लर प्रभाव: दोनों सिरों पर बँधी डोरी, या दोनों सिरों पर खुली नली, में पूरी अर्ध-तरंगदैर्ध्य समाती हैं: L = nλ/2, fn = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … एक सिरे पर बंद नली में बंद सिरे पर निस्पंद और खुले सिरे पर प्रस्पंद होता है: L = nλ/4, केवल विषम n के साथ, fn = n·v/(4L)। जब स्रोत या प्रेक्षक उनके बीच की रेखा के अनुदिश चलते हैं, f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs): एक-दूसरे की ओर गति के लिए ऊपरी चिह्न उपयोग करें। लगभग समान आवृत्ति की दो तरंगें |f₁ − f₂| पर विस्पंद बनाती हैं।

डॉप्लर सूत्र

f′ = f·(v − vo)/(v + vs) = 800·(343 − 0)/(343 + 30)
f′ = 735.7 Hz

उत्तर

f′ = 735.7 Hz
16.तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकी

उत्तर: di2 = 36.52 cm

ज्यामितीय प्रकाशिकी: सीमा पर n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂ (स्नेल का नियम), जहाँ कोण अभिलंब से मापे जाते हैं और n = c/v। धीमे माध्यम में जाने पर किरण अभिलंब की ओर मुड़ती है। सघन माध्यम (n₁ > n₂) से क्रांतिक कोण θc = arcsin(n₂/n₁) से आगे सारा प्रकाश परावर्तित हो जाता है: पूर्ण आंतरिक परावर्तन। पतले लेंस और गोलीय दर्पण 1/f = 1/do + 1/di का पालन करते हैं, आवर्धन m = −di/do के साथ। चिह्न परिपाटी: अभिसारी लेंस और अवतल दर्पण के लिए f > 0 (f = R/2), अपसारी लेंस और उत्तल दर्पण के लिए f < 0; वास्तविक प्रतिबिंब के लिए di > 0, आभासी के लिए di < 0, और उल्टे प्रतिबिंब के लिए m < 0।

लेंस 1 का प्रतिबिंब

1/di1 = 1/12 − 1/50 → di1 = 15.79 cm

लेंस 2 के लिए वस्तु

do2 = 60 − 15.79 = 44.21 cm

अंतिम प्रतिबिंब

1/di2 = 1/20 − 1/44.21 → di2 = 36.52 cm

उत्तर

di2 = 36.52 cm

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