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

કણોના તંત્રનું કોણીય વેગમાન સંરક્ષિત રહેતું નથી:

એક સમાન તારમાંથી બનેલા સમબાજુ ત્રિકોણ $ABC$ પર શરૂઆતમાં $A$ બિંદુએ બે નાના સમાન મણકા મૂકેલા છે. આ ત્રિકોણને શિરોલંબ અક્ષ $AO$ ની આસપાસ ભ્રમણ કરાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ મણકાઓને સ્થિર સ્થિતિમાંથી એકસાથે મુક્ત કરવામાં આવે છે અને તેઓ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ એક $AB$ પર અને બીજો $AC$ પર નીચે તરફ સરકે છે. ઘર્ષણની અસરોને અવગણતા,મણકા નીચે સરકે ત્યારે કઈ રાશિઓનું સંરક્ષણ થાય છે?

$M$ દળ અને $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતી એક પાતળી વર્તુળાકાર રીંગ તેની અક્ષ પર અચળ કોણીય વેગ $\omega$ થી ભ્રમણ કરે છે. $m$ દળ ધરાવતી બે વસ્તુઓને રીંગના વ્યાસના વિરુદ્ધ છેડાઓ પર હળવેકથી જોડવામાં આવે છે. હવે રીંગ કયા કોણીય વેગથી ભ્રમણ કરશે?

એક નાની વસ્તુને હળવી દોરી સાથે જોડવામાં આવે છે જે એક પોલા નળીમાંથી પસાર થાય છે. નળીને એક હાથ વડે અને દોરીને બીજા હાથ વડે પકડવામાં આવે છે. વસ્તુને $r_1$ ત્રિજ્યાના વર્તુળમાં પરિભ્રમણ કરાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ દોરીને નીચે ખેંચવામાં આવે છે,જેથી વર્તુળની ત્રિજ્યા ઘટીને $r_2$ થાય છે. નવી ગતિઊર્જા અને મૂળ ગતિઊર્જાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?

એક વર્તુળાકાર પ્લેટફોર્મ ઘર્ષણરહિત ઉભી ધરી પર ગોઠવેલું છે. તેની ત્રિજ્યા $R = 2\, m$ છે અને ધરીને અનુલક્ષીને તેની જડત્વની ચાકમાત્રા $200\, kg\, m^2$ છે. તે શરૂઆતમાં સ્થિર છે. એક $50\, kg$ નો માણસ પ્લેટફોર્મની ધાર પર ઉભો છે અને જમીનની સાપેક્ષે $1\, m/s$ ની ઝડપે ધાર પર ચાલવાનું શરૂ કરે છે. માણસને એક પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરવા માટે લાગતો સમય કેટલો 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