$R$ 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

નીચેના વિધાનો ધ્યાનમાં લો:
વિધાન $(A)$: સાયકલ સવાર વળાંક લેતી વખતે હંમેશા અંદરની તરફ નમે છે.
કારણ $(R)$: નમીને તે તેના ગુરુત્વકેન્દ્રને નીચે લાવે છે.

એક ટ્રેન ઉત્તર દિશા તરફ ગતિ કરી રહી છે. એક જગ્યાએ તે ઉત્તર-પૂર્વ તરફ વળે છે. અહીં,આપણે જોઈએ છીએ કે:

$0.25 \, kg$ દળનો એક દડો $1.96 \, m$ લંબાઈની દોરીના છેડે બાંધેલો છે અને તે સમક્ષિતિજ વર્તુળાકાર માર્ગે ગતિ કરે છે. જો દોરીમાં તણાવ $25 \, N$ થી વધી જાય તો દોરી તૂટી જાય છે. દડાને જે મહત્તમ ઝડપથી ફેરવી શકાય તે .......... $m/s$ છે.

$m$ દળનો એક દડો $\ell$ લંબાઈની અદ્રશ્ય દોરીના મુક્ત છેડા સાથે જોડાયેલ છે. ધારો કે $T$ એ દોરીમાં તણાવ છે. દડો શિરોલંબ અક્ષની આસપાસ સમક્ષિતિજ વર્તુળાકાર માર્ગ પર ગતિ કરી રહ્યો છે. કોઈપણ ચોક્કસ ક્ષણે દડાનો કોણીય વેગ કેટલો હશે?

એક ડમ્બેલને ઘર્ષણરહિત સમક્ષિતિજ ટેબલ પર મૂકવામાં આવે છે. ગોળો $A$ ને ઘર્ષણરહિત પીવટ સાથે જોડવામાં આવે છે જેથી $B$ ને $A$ ની આસપાસ અચળ કોણીય વેગ સાથે ફેરવી શકાય. જો $B$ (દળ $2M$) સમયગાળા $P$ માં એક પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરે,તો સળિયામાં (લંબાઈ $d$) તણાવ કેટલું 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