$m$ દળના ગોળાને $L$ લંબાઈની હલકી દોરી વડે લટકાવેલ છે. તેને સૌથી નીચેના બિંદુ $A$ પર $v_{o}$ જેટલો સમક્ષિતિજ વેગ આપવામાં આવે છે જેથી તે શિરોલંબ સમતલમાં વર્તુળાકાર ગતિ પૂર્ણ કરે અને સૌથી ઉપરના બિંદુ $C$ પર પહોંચતા જ દોરી ઢીલી પડે છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ: $(i) v_{o}$ માટેનું સૂત્ર મેળવો; $(ii)$ બિંદુ $B$ અને $C$ પરના વેગ શોધો; $(iii)$ $B$ અને $C$ પરની ગતિઊર્જાનો ગુણોત્તર $(K_{B} / K_{C})$ શોધો. બિંદુ $C$ પર પહોંચ્યા પછી ગોળાના ગતિપથ વિશે ટિપ્પણી કરો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ગોળા પર બે બાહ્ય બળો લાગે છે: ગુરુત્વાકર્ષણ અને દોરીમાં તણાવ $(T)$. દોરીમાં તણાવ કોઈ કાર્ય કરતું નથી કારણ કે ગોળાનું સ્થાનાંતર હંમેશા દોરીને લંબ હોય છે. તેથી ગોળાની સ્થિતિઊર્જા માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ સાથે સંકળાયેલ છે. તંત્રની કુલ યાંત્રિક ઊર્જા $E$ સંરક્ષિત રહે છે. આપણે સૌથી નીચેના બિંદુ $A$ પર સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય લઈએ છીએ.
બિંદુ $A$ પર,કુલ ઊર્જા $E = \frac{1}{2} m v_{o}^{2}$ છે.
સૌથી ઉપરના બિંદુ $C$ પર,દોરી ઢીલી પડે છે,એટલે કે તણાવ $T_{C} = 0$. $C$ પર ન્યૂટનના બીજા નિયમ મુજબ: $mg = \frac{m v_{C}^{2}}{L}$,જે $v_{C} = \sqrt{gL}$ આપે છે.
$C$ પર કુલ ઊર્જા $E = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} + mg(2L) = \frac{1}{2} m(gL) + 2mgL = \frac{5}{2} mgL$ છે.
$A$ અને $C$ પરની ઊર્જાને સરખાવતા: $\frac{1}{2} m v_{o}^{2} = \frac{5}{2} mgL \implies v_{o} = \sqrt{5gL}$.
બિંદુ $B$ (સમક્ષિતિજ સ્તર) પર,ઊંચાઈ $L$ છે. ઊર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $\frac{1}{2} m v_{o}^{2} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + mgL$.
$v_{o}^{2} = 5gL$ મૂકતા: $\frac{5}{2} mgL = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + mgL \implies \frac{1}{2} m v_{B}^{2} = \frac{3}{2} mgL \implies v_{B} = \sqrt{3gL}$.
$(iii)$ ગતિઊર્જાનો ગુણોત્તર: $\frac{K_{B}}{K_{C}} = \frac{\frac{1}{2} m v_{B}^{2}}{\frac{1}{2} m v_{C}^{2}} = \frac{3gL}{gL} = \frac{3}{1}$.
બિંદુ $C$ પર પહોંચ્યા પછી,જો દોરી ઢીલી થઈ જાય,તો ગોળો માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણની અસર હેઠળ હોય છે. તે બિંદુ $C$ થી સમક્ષિતિજ વેગ $v_{C} = \sqrt{gL}$ સાથે પરવલયાકાર પ્રક્ષિપ્ત ગતિ કરશે.

Explore More

Similar Questions

એક તાર,જે એક નાના મણકાના છિદ્રમાંથી પસાર થાય છે,તેને વર્તુળના ચોથા ભાગના સ્વરૂપમાં વાળવામાં આવ્યો છે. આ તારને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ જમીન પર ઊભી રીતે ગોઠવવામાં આવ્યો છે. મણકાને તારની ટોચ પાસેથી મુક્ત કરવામાં આવે છે અને તે ઘર્ષણ વિના તાર પર સરકે છે. જેમ મણકો $A$ થી $B$ તરફ ગતિ કરે છે,તેમ તે તાર પર લગાડતું બળ કેવું હોય છે?

$ABCDE$ એ શિરોલંબ સમતલમાં એક ચેનલ છે,જેનો $BCDE$ ભાગ $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતું વર્તુળ છે. એક બ્લોકને $A$ બિંદુએથી મુક્ત કરવામાં આવે છે અને તે ઘર્ષણ વિના અને ગબડ્યા વિના સરકે છે. જો $h$ નું મૂલ્ય કેટલું હોય તો બ્લોક લૂપ પૂર્ણ કરશે?

Difficult
View Solution

$1.6\, m$ લાંબી દોરીના છેડે બાંધેલી ડોલને અચળ ઝડપે શિરોલંબ વર્તુળમાં ફેરવવામાં આવે છે. જ્યારે ડોલ સૌથી ઉપરના સ્થાને હોય ત્યારે ડોલમાંથી પાણી બહાર ન ઢોળાય તે માટે તેની લઘુત્તમ ઝડપ કેટલી હોવી જોઈએ? ($g = 10\, m/s^2$ લો)

$m$ દળ ધરાવતો એક પદાર્થ $h$ ઊંચાઈએથી ઘર્ષણરહિત ઢળતી સપાટી પરથી નીચે સરકે છે અને તળિયે પહોંચ્યા પછી $R = 2 \ m$ ત્રિજ્યાના શિરોલંબ વર્તુળમાં ગતિ પૂર્ણ કરે છે. $h$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે? [$g = 10 \ m/s^2$ નો ઉપયોગ કરો]

$m$ દળનો એક પથ્થર દોરીના છેડે બાંધેલો છે અને $R$ ત્રિજ્યાના શિરોલંબ વર્તુળમાં ફરે છે. વર્તુળના સૌથી નીચેના અને સૌથી ઉપરના બિંદુએ શિરોલંબ નીચેની તરફ લાગતા પરિણામી બળો નીચે મુજબ છે:
સૌથી નીચેનું બિંદુસૌથી ઉપરનું બિંદુ
$(a) \ mg - T_1$$mg + T_2$
$(b) \ mg + T_1$$mg - T_2$
$(c) \ mg + T_1 - \frac{mv_1^2}{R}$$mg - T_2 + \frac{mv_2^2}{R}$
$(d) \ mg - T_1 - \frac{mv_1^2}{R}$$mg + T_2 + \frac{mv_2^2}{R}$

$T_1$ અને $v_1$ એ સૌથી નીચેના બિંદુએ તણાવ અને ઝડપ દર્શાવે છે. $T_2$ અને $v_2$ એ સૌથી ઉપરના બિંદુએ અનુરૂપ મૂલ્યો દર્શાવે છે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo