એક નક્કર ગોળો સમાન ઊંચાઈ પરંતુ અલગ-અલગ ઢાળના ખૂણા ધરાવતા બે અલગ-અલગ ઢળતા સમતલો પર નીચે ગબડે છે.
$(a)$ શું તે દરેક કિસ્સામાં સમાન ઝડપે તળિયે પહોંચશે?
$(b)$ શું તેને એક સમતલ પર નીચે ગબડતા બીજા કરતા વધુ સમય લાગશે?
$(c)$ જો તેમ હોય,તો કયા સમતલ પર અને શા માટે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) હા. $(b)$ હા. $(c)$ નાના ઢાળ પર.
$(a)$ ધારો કે ગોળાનું દળ $m$,સમતલની ઊંચાઈ $h$ અને તળિયે વેગ $v$ છે. ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,ટોચ પરની સ્થિતિ ઉર્જા એ તળિયે કુલ ગતિ ઉર્જા (સ્થાનાંતરિત + ભ્રમણીય) જેટલી હોય છે:
$mgh = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}I\omega^2$
નક્કર ગોળા માટે,$I = \frac{2}{5}mr^2$ અને $\omega = v/r$. આ કિંમતો મૂકતા:
$mgh = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}(\frac{2}{5}mr^2)(v/r)^2 = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{5}mv^2 = \frac{7}{10}mv^2$
$v = \sqrt{\frac{10}{7}gh}$. કારણ કે $v$ માત્ર $h$ અને $g$ પર આધાર રાખે છે,તેથી બંને સમતલો માટે તળિયે ઝડપ સમાન રહેશે.
$(b)$ અને $(c)$ $\theta$ ખૂણાવાળા ઢાળ પર ગબડતા ગોળાનો પ્રવેગ $a = \frac{g \sin \theta}{1 + I/mr^2} = \frac{g \sin \theta}{1 + 2/5} = \frac{5}{7}g \sin \theta$ છે. કારણ કે $a \propto \sin \theta$,નાના ખૂણા $\theta$ વાળા સમતલ પર પ્રવેગ ઓછો હોય છે. $u=0$ સાથે ગતિના પ્રથમ સમીકરણ $v = u + at$ નો ઉપયોગ કરતા,$t = v/a$ મળે. કારણ કે $v$ અચળ છે અને નાના ખૂણા માટે $a$ ઓછો છે,તેથી નાના ઢાળવાળા સમતલ પર તળિયે પહોંચવા માટે લાગતો સમય $t$ વધુ હશે.

Explore More

Similar Questions

એક ઘનગોળો ઘર્ષણ રહિત સપાટી પર રોલિંગ કરે છે. તે $v \ m/s$ ના સ્થાનાંતરીય વેગથી ગતિ કરે છે અને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ઢોળાવવાળા સમતલ પર ચઢે છે. $v$ નું લઘુત્તમ મૂલ્ય કેટલું હોવું જોઈએ?

Difficult
View Solution

$m$ દળ અને $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતો એક નક્કર ગોળો $L$ લંબાઈના ઢળતા સમતલ પર,જે સમક્ષિતિજ સાથે $30^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે છે,તેના સૌથી ઉપરના બિંદુથી સરક્યા વિના ગબડે છે. સમતલના તળિયે ગોળાની ઝડપ $v_1$ છે. જો $L$ ને અચળ રાખીને ઢાળનો ખૂણો વધારીને $45^{\circ}$ કરવામાં આવે,તો સમતલના તળિયે ગોળાની નવી ઝડપ $v_2$ થાય છે. $v_1^2 : v_2^2$ નો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

$2 \,kg$ દળનો એક નક્કર ગોળો $10 \,m/s$ ની ઝડપે લીસી સમક્ષિતિજ સપાટી પર ગબડે છે. ત્યારબાદ તે સમક્ષિતિજ સાથે $30^{\circ}$ ના ખૂણે રહેલા એક લીસા ઢળતા સમતલ પર ઉપર ચઢે છે. ગોળો અટકે તે પહેલાં તેણે પ્રાપ્ત કરેલી ઊંચાઈ શોધો [$g=10 \,m/s^2$ લો].

એક નક્કર ગોળો,તકતી અને નક્કર નળાકાર ઢળતી સપાટી પર સ્થિર સ્થિતિમાંથી નીચે ગબડવાનું શરૂ કરે છે. ત્રણેય વસ્તુઓ સમાન પદાર્થની અને સમાન દળની છે. તો,

Difficult
View Solution

$m$ દળનો એક નક્કર ગોળો ઢળતી સપાટી પરથી સ્થિર સ્થિતિમાંથી ગબડવાની શરૂઆત કરે છે. ઢળતી સપાટીના તળિયે ગોળાની રેખીય ઝડપ $v$ છે. તળિયે ગોળાની ગતિઊર્જા કેટલી 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