$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતો એક પાતળો વર્તુળાકાર લૂપ તેના ઉર્ધ્વ વ્યાસની આસપાસ $\omega$ કોણીય આવૃત્તિ સાથે ફરે છે. દર્શાવો કે વાયર લૂપ પરનો એક નાનો મણકો $\omega \leq \sqrt{g / R}$ માટે તેના સૌથી નીચેના બિંદુએ રહે છે. $\omega = \sqrt{2g / R}$ માટે કેન્દ્રથી મણકાને જોડતા ત્રિજ્યા સદિશ દ્વારા શિરોલંબ નીચેની દિશા સાથે બનતો ખૂણો કેટલો હશે? ઘર્ષણને અવગણો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) ધારો કે મણકા $P$ ને કેન્દ્ર $O$ સાથે જોડતો ત્રિજ્યા સદિશ શિરોલંબ નીચેની દિશા સાથે $\theta$ ખૂણો બનાવે છે.
ધારો કે મણકાનું દળ $m$ છે.
મણકા પર લાગતા બળો:
$1$. વજનબળ $mg$ જે શિરોલંબ નીચેની તરફ લાગે છે.
$2$. વાયર દ્વારા લાગતું લંબબળ $N$,જે $P$ આગળ સ્પર્શકની લંબ દિશામાં લાગે છે.
બળોના ઘટકો પાડતા:
લંબબળનો શિરોલંબ ઘટક $N \cos \theta$ એ વજનબળ $mg$ ને સંતુલિત કરે છે,તેથી $N \cos \theta = mg$.
લંબબળનો સમક્ષિતિજ ઘટક $N \sin \theta$ એ જરૂરી કેન્દ્રગામી બળ $m \omega^2 r$ પૂરું પાડે છે,જ્યાં $r = R \sin \theta$ એ મણકાના વર્તુળાકાર પથની ત્રિજ્યા છે.
તેથી,$N \sin \theta = m \omega^2 (R \sin \theta)$.
$\theta \neq 0$ માટે $\sin \theta \neq 0$ હોવાથી,આપણને $N = m R \omega^2$ મળે છે.
$N$ ની કિંમત શિરોલંબ સમીકરણમાં મૂકતા: $(m R \omega^2) \cos \theta = mg$.
તેથી,$\cos \theta = \frac{g}{R \omega^2}$.
$\cos \theta \leq 1$ હોવાથી,મણકો સૌથી નીચેના બિંદુએ $(\theta = 0)$ રહેશે જો $\frac{g}{R \omega^2} \geq 1$ હોય,જેનો અર્થ છે કે $\omega \leq \sqrt{\frac{g}{R}}$.
$\omega = \sqrt{\frac{2g}{R}}$ માટે,આપણી પાસે $\omega^2 = \frac{2g}{R}$ છે.
આ કિંમત $\cos \theta$ ના સમીકરણમાં મૂકતા:
$\cos \theta = \frac{g}{R (2g/R)} = \frac{1}{2}$.
તેથી,$\theta = \cos^{-1}(0.5) = 60^{\circ}$.

Explore More

Similar Questions

$Assertion$ : કેન્દ્રગામી અને કેન્દ્રત્યાગી બળો એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે.
$Reason$ : કેન્દ્રત્યાગી બળ એ કેન્દ્રગામી બળની પ્રતિક્રિયા છે.

એક કણ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ સમાન હેલિકલ પથ $(a)$ અને સ્પાયરલ પથ $(b)$ પર અચળ ઝડપથી ગતિ કરી રહ્યો છે.

$m$ દળ અને $L$ લંબાઈની એક સમાન સાંકળ શરૂઆતમાં એક સ્થિર લીસી બે બાજુવાળી ફાચર (wedge) ની ટોચ પર મધ્યમાં મૂકવામાં આવી છે. ફાચરની દરેક બાજુની લંબાઈ $L$ છે. તેને થોડો ધક્કો આપવામાં આવે છે. જ્યારે આખી સાંકળ ફાચરની ડાબી બાજુએ સરકી જાય ત્યારે સાંકળની ગતિઊર્જા કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

$M$ દળનો એક કણ $F$ બળની અસર હેઠળ $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર પથ પર અચળ ઝડપથી ગતિ કરે છે. તેની ઝડપ કેટલી હશે?

એક સાયકલ સવાર $14\sqrt{3} \text{ m/s}$ ની ઝડપે સાયકલ ચલાવીને $20\sqrt{3} \text{ m}$ ત્રિજ્યાવાળા વર્તુળાકાર રસ્તા પર લપસ્યા વગર વળાંક લે છે. જો $g = 9.8 \text{ m/s}^2$ હોય,તો શિરોલંબ સાથે તેનો નમનકોણ કેટલા અંશ $(^\circ)$ હશે?

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