$M$ द्रव्यमान और $L$ लंबाई की एक पतली छड़ को एक सिरे पर कब्ज़े (hinge) पर लटकाया गया है ताकि वह ऊर्ध्वाधर तल में स्वतंत्र रूप से घूम सके। इसकी घनत्व असमान है और कब्ज़े वाले सिरे से मुक्त सिरे तक रैखिक रूप से बदलती है और अपना मान दोगुना कर लेती है। कब्ज़े वाले बिंदु से गुजरने वाली घूर्णन अक्ष के परितः छड़ का जड़त्व आघूर्ण (moment of inertia) क्या है?

  • A
    $\frac{2ML^2}{9}$
  • B
    $\frac{3ML^2}{16}$
  • C
    $\frac{7ML^2}{18}$
  • D
    इनमें से कोई नहीं

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निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:
अभिकथन $(A)$: जब घूर्णन अक्ष किसी दृढ़ पिंड के द्रव्यमान केंद्र से होकर गुजरती है,तो उसकी जड़त्व आघूर्ण किसी अन्य समानांतर अक्ष की तुलना में अपने न्यूनतम मान तक कम हो जाती है।
कारण $(R)$: एक समान गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक दृढ़ पिंड का भार हमेशा उसके द्रव्यमान केंद्र से होकर कार्य करता है।
इन कथनों में से:

घूर्णन त्रिज्या (Radius of gyration) क्या है? इसका मात्रक और विमीय सूत्र लिखिए।

समान त्रिज्या और द्रव्यमान वाली एक वलय (ring) और एक चकती (disc) (दोनों वृत्ताकार) के लिए,उनके तल के लंबवत स्पर्शरेखीय अक्ष के परितः घूर्णन त्रिज्या (radius of gyration) का अनुपात क्या है?

$r$ त्रिज्या और $M$ द्रव्यमान वाले एक वृत्ताकार वलय (ring) का उसके व्यास के परितः जड़त्व आघूर्ण क्या है?

$R$ त्रिज्या और $M$ द्रव्यमान वाली एक पतली धातु की ठोस डिस्क का उसके एक व्यास के परितः जड़त्व आघूर्ण $\frac{M R^2}{4}$ है। यदि डिस्क को इस व्यास के परितः आधा मोड़ दिया जाए,तो इस अक्ष के परितः जड़त्व आघूर्ण क्या होगा?

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