દળ $m$ અને ત્રિજ્યા $R$ ધરાવતો એક સમાન ગોળો ખરબચડી સમક્ષિતિજ સપાટી પર મૂકવામાં આવ્યો છે. ગોળાને જમીનથી $h$ ઊંચાઈએ સમક્ષિતિજ રીતે ફટકારવામાં આવે છે. નીચેનાને જોડો:
$(a)$ $h = \frac{R}{2}$$(i)$ ગોળો અચળ વેગ સાથે સરક્યા વિના ગબડે છે અને ઉર્જાનો કોઈ વ્યય થતો નથી.
$(b)$ $h = R$$(ii)$ ગોળો ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં ફરે છે,ઘર્ષણ દ્વારા ઉર્જા ગુમાવે છે.
$(c)$ $h = \frac{3R}{2}$$(iii)$ ગોળો ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરે છે,ઘર્ષણ દ્વારા ઉર્જા ગુમાવે છે.
$(d)$ $h = \frac{7R}{5}$$(iv)$ ગોળો માત્ર સ્થાનાંતરિત ગતિ ધરાવે છે,ઘર્ષણ દ્વારા ઉર્જા ગુમાવે છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A-(III), B-(IV), C-(II), D-(I)) જ્યારે ગોળાને $h$ ઊંચાઈએ ફટકારવામાં આવે છે,ત્યારે આઘાત $J$ રેખીય વેગમાન $mv = J$ અને કેન્દ્રની સાપેક્ષ કોણીય વેગમાન $L = J(h - R) = I\omega = \frac{2}{5}mR^2\omega$ આપે છે.
આમ,$v = \frac{J}{m}$ અને $\omega = \frac{J(h-R)}{\frac{2}{5}mR^2} = \frac{5J(h-R)}{2mR^2}$.
તળિયાના બિંદુનો વેગ $v_{bottom} = v - \omega R = \frac{J}{m} - \frac{5J(h-R)}{2mR} = \frac{J}{2mR} [2R - 5h + 5R] = \frac{J}{2mR} [7R - 5h]$.
શુદ્ધ ગબડતી ગતિ માટે,$v_{bottom} = 0$,જેનો અર્થ છે $h = \frac{7R}{5}$. આ $(d)-(i)$ ને અનુરૂપ છે.
જો $h < \frac{7R}{5}$ હોય,તો $v_{bottom} > 0$,તેથી ગોળો આગળની તરફ સરકે છે,ઘર્ષણ પાછળની તરફ લાગે છે,જે ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં ભ્રમણ (કેન્દ્રની સાપેક્ષ) ઉત્પન્ન કરે છે,જે $(ii)$ અથવા $(iv)$ ને અનુરૂપ છે. ખાસ કરીને,જો $h=R$ હોય,તો $\omega=0$,તેથી તે માત્ર સ્થાનાંતરિત ગતિ $(iv)$ ધરાવે છે. જો $h < R$ હોય,તો $\omega$ ઋણ (ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં) છે,તેથી $(iii)$. જો $R < h < \frac{7R}{5}$ હોય,તો $\omega$ ધન (ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં) છે,તેથી $(ii)$.
આમ: $(a)-(iii)$,$(b)-(iv)$,$(c)-(ii)$,$(d)-(i)$.

Explore More

Similar Questions

એક પદાર્થની જડત્વની ચાકમાત્રા $3 \ kg \cdot m^2$ છે. તે $2 \ rad/s$ ના કોણીય વેગથી ભ્રમણ કરે છે. જો $12 \ kg$ દળ ધરાવતો પદાર્થ $v \ m/s$ ના વેગથી ગતિ કરતો હોય,તો $v$ ના કયા મૂલ્ય માટે તેમની ગતિઊર્જા સમાન થશે?

ખાલી જગ્યા પૂરો:
$(1)$ રેખીય ગતિમાં દળ જેવો ભાગ ભજવે છે તેવો જ ભાગ ચાકગતિમાં ............ ભજવે છે.
$(2)$ ચાકગતિ કરતાં દઢ પદાર્થના સ્થિર ભ્રમણાક્ષથી $10 \ cm$ અંતરે આવેલા કણનો કોણીય વેગ $10 \ rad/s$ હોય,તો ભ્રમણાક્ષથી $5 \ cm$ અંતરે આવેલા કણનો રેખીય વેગ ............ છે.
$(3)$ $J \cdot s^{-2}$ એકમ ............ ભૌતિક રાશિનો $SI$ એકમ છે.
$(4)$ ઘર્ષણવાળા ઢાળ પરથી કોઈ પણ પદાર્થ સરક્યા સિવાય ગબડી શકે તે માટેની શરત ............ છે.

$20 \; kg$ દળ અને $20 \; cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ફ્લાયવ્હીલની કિનારી પર અવગણ્ય દળ ધરાવતી દોરી વીંટાળેલી છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ દોરી પર $25 \; N$ નું સતત ખેંચાણ બળ લગાડવામાં આવે છે. ફ્લાયવ્હીલ ઘર્ષણરહિત બેરિંગ સાથે આડા ધરી પર ગોઠવાયેલું છે.
$(a)$ વ્હીલનો કોણીય પ્રવેગ શોધો.
$(b)$ જ્યારે $2 \; m$ દોરી ઉકેલાય ત્યારે ખેંચાણ બળ દ્વારા થયેલું કાર્ય શોધો.
$(c)$ આ બિંદુએ વ્હીલની ગતિઊર્જા પણ શોધો. ધારો કે વ્હીલ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થાય છે.
$(d)$ ભાગ $(b)$ અને $(c)$ ના જવાબોની સરખામણી કરો.

$M$ દળ અને $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાની જડત્વની ચાકમાત્રા $I$ છે. જો દળ અચળ રાખવામાં આવે,તો $I$ અને $R$ વચ્ચેના આલેખનું સ્વરૂપ કેવું હશે?

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $n=3, 4, 5, \ldots$ બાજુઓ ધરાવતા નિયમિત બહુકોણનો વિચાર કરો. તમામ બહુકોણનું દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર જમીનથી $h$ ઊંચાઈ પર છે. તેઓ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ સરક્યા વિના અને લપસ્યા વિના અગ્રવર્તી શિરોબિંદુની આસપાસ સમક્ષિતિજ સપાટી પર ગબડે છે. દરેક બહુકોણ માટે દ્રવ્યમાન કેન્દ્રના બિંદુપથની ઊંચાઈમાં મહત્તમ વધારો $\Delta$ છે. તો $\Delta$ એ $n$ અને $h$ પર કેવી રીતે આધાર રાખે 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