એક માણસ ફરતા પ્લેટફોર્મ પર ઉભો છે અને તેના હાથ આડા ફેલાવેલા છે,જેમાં દરેક હાથમાં $5\; kg$ વજન છે. પ્લેટફોર્મની કોણીય ઝડપ $30$ પરિભ્રમણ પ્રતિ મિનિટ છે. ત્યારબાદ માણસ તેના હાથને શરીરની નજીક લાવે છે,જેથી દરેક વજનનું અક્ષથી અંતર $90\; cm$ થી બદલાઈને $20\; cm$ થાય છે. માણસ અને પ્લેટફોર્મની જડત્વની આઘૂર્ણ (moment of inertia) અચળ અને $7.6\; kg\; m^2$ જેટલી ગણી શકાય.
$(a)$ તેની નવી કોણીય ઝડપ કેટલી હશે? (ઘર્ષણને અવગણો.)
$(b)$ શું આ પ્રક્રિયામાં ગતિ ઉર્જાનું સંરક્ષણ થાય છે? જો નહીં,તો આ ફેરફાર ક્યાંથી આવે છે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) માણસ અને પ્લેટફોર્મ સિસ્ટમની જડત્વની આઘૂર્ણ $I_{man+platform} = 7.6\; kg\; m^2$.
વજનની પ્રારંભિક જડત્વની આઘૂર્ણ $I_{w1} = 2 \times m r_1^2 = 2 \times 5 \times (0.9)^2 = 8.1\; kg\; m^2$.
કુલ પ્રારંભિક જડત્વની આઘૂર્ણ $I_i = 7.6 + 8.1 = 15.7\; kg\; m^2$.
પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ $\omega_i = 30\; rev/min$.
વજનની અંતિમ જડત્વની આઘૂર્ણ $I_{w2} = 2 \times m r_2^2 = 2 \times 5 \times (0.2)^2 = 0.4\; kg\; m^2$.
કુલ અંતિમ જડત્વની આઘૂર્ણ $I_f = 7.6 + 0.4 = 8.0\; kg\; m^2$.
કોણીય વેગમાનના સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,$I_i \omega_i = I_f \omega_f$.
$\omega_f = \frac{I_i \omega_i}{I_f} = \frac{15.7 \times 30}{8.0} = 58.875\; rev/min \approx 58.88\; rev/min$.
$(b)$ ગતિ ઉર્જાનું સંરક્ષણ થતું નથી. અંતિમ ગતિ ઉર્જા $K_f = \frac{1}{2} I_f \omega_f^2$ એ પ્રારંભિક ગતિ ઉર્જા $K_i = \frac{1}{2} I_i \omega_i^2$ કરતા વધારે છે. ગતિ ઉર્જામાં આ વધારો માણસ દ્વારા તેના હાથને કેન્દ્રત્યાગી બળની વિરુદ્ધ અંદરની તરફ ખેંચવા માટે કરવામાં આવેલા કાર્યને કારણે છે.

Explore More

Similar Questions

ટર્ન-ટેબલ પર ઉભેલો એક માણસ તેના હાથ ફેલાવીને ચોક્કસ કોણીય આવૃત્તિ સાથે ફરી રહ્યો છે. તે અચાનક તેના હાથ વાળી લે છે. જો તેના હાથ વાળેલા હોય ત્યારે તેની જડત્વની આઘૂર્ણ (moment of inertia) હાથ ફેલાવેલા હોય ત્યારની સરખામણીમાં $75 \%$ હોય,તો તેની પરિભ્રમણ ગતિ ઊર્જા કેટલી થશે?

$M$ દળ અને $R$ ત્રિજ્યાની એક રીંગ તેના કેન્દ્ર $O$ માંથી પસાર થતી સ્થિર ઉભી ધરી પર $\omega$ કોણીય ઝડપથી ફરી રહી છે,જેમાં $O$ પર સ્થિર રહેલા દરેક $\frac{M}{8}$ દળના બે બિંદુવત દળો છે. આ દળો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ રીંગ પર સ્થિર બે દળરહિત સળિયાઓ પર ત્રિજ્યાવર્તી રીતે બહારની તરફ ગતિ કરી શકે છે. કોઈ ક્ષણે સિસ્ટમની કોણીય ઝડપ $\frac{8}{9} \omega$ છે અને એક દળ $O$ થી $\frac{3}{5} R$ અંતરે છે. આ ક્ષણે બીજા દળનું $O$ થી અંતર કેટલું હશે?

સમાન જડત્વની ચાકમાત્રા $I$ ધરાવતી બે ડિસ્ક તેમના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી અને ડિસ્કના સમતલને લંબ અક્ષ પર $\omega_1$ અને $\omega_2$ કોણીય વેગ સાથે ભ્રમણ કરે છે. તેમને એકબીજાના સંપર્કમાં એવી રીતે લાવવામાં આવે છે કે તેમની ભ્રમણ અક્ષ એકરૂપ થાય. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉર્જાના વ્યય માટેનું સૂત્ર શું છે?

એક તરવૈયો જ્યારે ઊંચાઈ પરથી નદીમાં કૂદકો મારે છે,ત્યારે તે હવામાં સરળતાથી લૂપ બનાવી શકે છે જો:

બે વ્હીલ $A$ અને $B$ એક જ અક્ષ પર મૂકેલા છે. વ્હીલ $A$ ની જડત્વની ચાકમાત્રા $I_A$ છે અને તેનો કોણીય વેગ $\omega_A$ છે,જ્યારે વ્હીલ $B$ શરૂઆતમાં સ્થિર છે. જ્યારે તેમને ક્લચ દ્વારા જોડવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ સમાન કોણીય વેગ $\omega$ થી ફરે છે. વ્હીલ $B$ ની જડત્વની ચાકમાત્રા કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

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