$15\, cm$ त्रिज्या का कोई बड़ा ग्रामोफोन रिकार्ड $33 \frac{1}{3} rev / min$ की चाल से घूर्णन कर रहा है। रिकार्ड पर उसके केंद्र से $4 \,cm$ तथा $14\, cm$ की दूरियों पर दो सिक्के रखे गए हैं। यदि सिक्के तथा रिकार्ड के बीच घर्षण गुणांक $0.15$ है तो कौन सा सिक्का रिकार्ड के साथ परिक्रमा करेगा ?
Coin placed at $4\, cm$ from the centre
Mass of each coin $=m$
Radius of the disc, $r=15 \,cm =0.15\, m$
Frequency of revolution, $v=33 \frac{1}{3}$ rev/min $=\frac{100}{3 \times 60}=\frac{5}{9}$ $rev/s$
Coefficient of friction, $\mu=0.15$
In the given situation, the coin having a force of friction greater than or equal to the centripetal force provided by the rotation of the disc will revolve with the disc. If this is not the case, then the coin will slip from the disc.
Coin placed at $4 \,cm$ :
Radius of revolution, $r^{\prime}=4 \,cm =0.04 \,m$
Angular frequency, $\omega=2 \pi v^{ }=2 \times \frac{22}{7} \times \frac{5}{9}=3.49 \,s ^{-1}$
Frictional force, $f=\mu \,m g=0.15 \times m \times 10=1.5\, m\, N$
Centripetal force on the coin:
$F_{\text {cent }}=m r^{\prime} \omega^{2}$
$=m \times 0.04 \times(3.49)^{2}$
$=0.49 \,m\, N$
since $f\,>\, F _{\text {cent }},$ the coin will revolve along with the record.
coin placed at $14\, cm$ :
Radius, $r^{\prime \prime}=14 \,cm =0.14 \,m$
Angular frequency, $\omega=3.49 \,s ^{-1}$
Frictional force, $f^{\prime}=1.5 \,m\, N$
Centripetal force is given as:
$F_{\text {cent. }}=m r'' \omega^{2}$
$=m \times 0.14 \times(3.49)^{2}$
$=1.7 \,m \,N$
since $f\, \,< F$ cent, the coin will slip from the surface of the record.
एक गेंद को चित्रानुसार विरामावस्था से, बिन्दु $P$ से एक चिकने खोखले अर्द्धगोलीय पात्र में छोड़ा जाता है। यदि बिन्दु $Q$ पर गेंद पर अभिकेन्द्रीय बल एवं अभिलम्ब प्रतिक्रिया बल का अनुपात $A$ है, जबकि बिन्दु $Q$ की कोणीय स्थिति बिन्दु $P$ के सापेक्ष $\alpha$ है, तो कौन सा ग्राफ $A$ एवं $\alpha$ के मध्य सही संबंध दर्शाता है जब गेंद $Q$ से $R$ की ओर जाती है?
कोई वायुयान अपने पंखों को क्षैतिज से $15^{\circ}$ के झुकाव पर रखते हुए $720\, km\, h ^{-1}$ की चाल से एक क्षैतिज लूप पूरा करता है। लूप की त्रिज्या क्या है ?
एक मोटरसाईकिल $500 \,m$ त्रिज्या के वक्राकार पथ पर गति कर रही है। यदि सड़क व टायरों के बीच घर्षण गुणांक $0.5$ हो, तो अधिकतम चाल जिस पर मोटर साईकिल न फिसले, ....... $m/s$ होगी
कंक्रीट मिक्सचर बनाने के लिये सीमेंट, रेत तथा रोड़ी को एक घूर्णीय बेलनाकार ड्रम में डाला जाता है। यदि ड्रम की घूर्णन-गति बहुत तेज हो तो संघटक ड्रम की दीवार से चिपके रहते हैं और मिक्सचर ठीक से नहीं बनता। यदि ड्रम की त्रिज्या $1.25 \;m$ है और इसकी धुरी क्षैतिज है, तब अच्छी तरह मिक्स होने के लिये जरूरी अधिकतम घूर्णीय-गति $rpm$ में है
एक मोटर साइकिल चालक, जिसका द्रव्यमान $m$ है, $r$ त्रिज्या के वक्रीय मार्ग पर $v$ वेग से चल रहा है। घर्षण गुणांक का वह न्यूनतम मान जिससे वह सुरक्षित गति कर सके, होगा