બે ડિસ્ક જેમના જડત્વની ચાકમાત્રા (moment of inertia) તેમના સંબંધિત અક્ષો (ડિસ્કને લંબ અને કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી) પર $I_{1}$ અને $I_{2}$ છે,અને જે $\omega_{1}$ અને $\omega_{2}$ કોણીય ઝડપથી ફરે છે,તેમને એકબીજાના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે જેથી તેમની ભ્રમણ અક્ષો એકરૂપ થાય. $(a)$ બે-ડિસ્ક સિસ્ટમની કોણીય ઝડપ કેટલી હશે? $(b)$ દર્શાવો કે સંયુક્ત સિસ્ટમની ગતિઊર્જા બે ડિસ્કની પ્રારંભિક ગતિઊર્જાના સરવાળા કરતા ઓછી છે. તમે આ ઊર્જાના વ્યયને કેવી રીતે સમજાવશો? $\omega_{1} \neq \omega_{2}$ લો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ભાગ $(a)$: કોણીય વેગમાન સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,સિસ્ટમ પર કોઈ બાહ્ય ટોર્ક લાગતું ન હોવાથી સિસ્ટમનું કુલ કોણીય વેગમાન અચળ રહે છે.
પ્રારંભિક કોણીય વેગમાન $L_{i} = I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2}$.
જ્યારે ડિસ્કને જોડવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ સામાન્ય કોણીય ઝડપ $\omega$ સાથે ફરે છે. સિસ્ટમની કુલ જડત્વની ચાકમાત્રા $I = I_{1} + I_{2}$ થાય છે.
અંતિમ કોણીય વેગમાન $L_{f} = (I_{1} + I_{2})\omega$.
$L_{i} = L_{f}$ ને સરખાવતા,આપણને મળે છે: $I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2} = (I_{1} + I_{2})\omega$.
તેથી,સિસ્ટમની કોણીય ઝડપ $\omega = \frac{I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2}}{I_{1} + I_{2}}$ છે.
ભાગ $(b)$: પ્રારંભિક ગતિઊર્જા $E_{i} = \frac{1}{2}I_{1}\omega_{1}^{2} + \frac{1}{2}I_{2}\omega_{2}^{2}$.
અંતિમ ગતિઊર્જા $E_{f} = \frac{1}{2}(I_{1} + I_{2})\omega^{2} = \frac{1}{2}(I_{1} + I_{2})\left(\frac{I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2}}{I_{1} + I_{2}}\right)^{2} = \frac{(I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2})^{2}}{2(I_{1} + I_{2})}$.
ગતિઊર્જામાં ઘટાડો $\Delta E = E_{i} - E_{f} = \frac{1}{2}I_{1}\omega_{1}^{2} + \frac{1}{2}I_{2}\omega_{2}^{2} - \frac{(I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2})^{2}}{2(I_{1} + I_{2})}$.
આ પદનું સાદું રૂપ આપતા,આપણને $\Delta E = \frac{I_{1}I_{2}(\omega_{1} - \omega_{2})^{2}}{2(I_{1} + I_{2})}$ મળે છે.
કારણ કે $I_{1}, I_{2} > 0$ અને $(\omega_{1} - \omega_{2})^{2} > 0$ (કારણ કે $\omega_{1} \neq \omega_{2}$),$\Delta E > 0$,જે સૂચવે છે કે $E_{i} > E_{f}$.
ગતિઊર્જામાં આ ઘટાડો ડિસ્કની સપાટીઓ વચ્ચે લાગતા ઘર્ષણ બળ સામે થયેલા કાર્યને કારણે છે,જ્યાં સુધી તેઓ સમાન કોણીય વેગ પ્રાપ્ત ન કરે.

Explore More

Similar Questions

અવરોધની ન્યૂનતમ ઊંચાઈ $h$ શોધો જેથી $R$ ત્રિજ્યાનો ગોળો $\theta$ ખૂણાવાળા ઢળતા સમતલ પર સંતુલનમાં રહી શકે.

Difficult
View Solution

એક નિસરણીને લીસી દીવાલ પર ટેકવવામાં આવે છે અને તેને ઘર્ષણરહિત ભોંયતળિયા પર સરકવા દેવામાં આવે છે. કઈ આકૃતિ તેના દ્રવ્યમાન કેન્દ્રનો પથ દર્શાવે છે?

$A$,$B$,અને $C$ અનુક્રમે ડિસ્ક,નક્કર ગોળો અને ગોળીય કવચ છે,જેની ત્રિજ્યા $(R)$ અને દળ $(M)$ સમાન છે. આ પદાર્થોને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ મૂકવામાં આવ્યા છે. $PQ$ અક્ષને અનુલક્ષીને આપેલ તંત્રની જડત્વની ચાકમાત્રા $\frac{x}{15} I$ છે,જ્યાં $I$ એ ડિસ્કની તેના વ્યાસને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા છે. $x$ નું મૂલ્ય . . . . . . છે.

કોઈ બિંદુને અનુલક્ષીને પદાર્થ પર લાગતું ટોર્ક $\overrightarrow{A} \times \overrightarrow{L}$ જેટલું છે,જ્યાં $\overrightarrow{A}$ એ અચળ સદિશ છે અને $\overrightarrow{L}$ એ તે બિંદુને અનુલક્ષીને કોણીય વેગમાન છે. આનો અર્થ એ થાય કે:

$200\, kg$ નો એક વેગન $2\, m/s$ ના વેગથી લીસી ટ્રેક પર ગતિ કરે છે. $80\, kg$ નો એક માણસ વેગનમાં એવી રીતે દોડે છે કે જેથી તંત્રના દ્રવ્યમાન કેન્દ્રની ઝડપ શૂન્ય થાય. વેગનની સાપેક્ષમાં માણસનો સાપેક્ષ વેગ $m/s$ માં શોધો.

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