એક નક્કર નળાકાર $30^{\circ}$ ના ઢાળવાળા સમતલ પર ઉપર તરફ ગબડે છે. ઢાળના તળિયે નળાકારના દ્રવ્યમાન કેન્દ્રની ઝડપ $5 \; m/s$ છે.
$(a)$ નળાકાર ઢાળ પર કેટલે દૂર સુધી જશે?
$(b)$ તેને પાછા તળિયે આવતા કેટલો સમય લાગશે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ઢાળ પર ઉપર તરફ ગબડતા નક્કર નળાકારને આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
નક્કર નળાકારનો પ્રારંભિક વેગ,$v = 5 \; m/s$.
ઢાળનો ખૂણો,$\theta = 30^{\circ}$.
$(a)$ ધારો કે નળાકાર દ્વારા પ્રાપ્ત મહત્તમ ઊંચાઈ $h$ છે.
તળિયે કુલ ઉર્જા = સ્થાનાંતરિત ગતિ ઉર્જા + ચાકગતિ ઉર્જા
$E_{bottom} = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}I\omega^2$
$I = \frac{1}{2}mr^2$ અને $v = r\omega$ હોવાથી,આપણને મળે છે:
$E_{bottom} = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}(\frac{1}{2}mr^2)(\frac{v}{r})^2 = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{4}mv^2 = \frac{3}{4}mv^2$
મહત્તમ ઊંચાઈએ,નળાકાર ક્ષણિક સ્થિર થાય છે,તેથી કુલ ઉર્જા સ્થિતિ ઉર્જા છે:
$E_{top} = mgh$
ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,$\frac{3}{4}mv^2 = mgh$
$h = \frac{3v^2}{4g} = \frac{3 \times 5^2}{4 \times 9.8} = \frac{75}{39.2} \approx 1.91 \; m$
ઢાળ પરનું અંતર,$d = \frac{h}{\sin 30^{\circ}} = \frac{1.91}{0.5} = 3.82 \; m$.
$(b)$ ઢાળ પર નીચે તરફ ગબડતા પદાર્થનો પ્રવેગ $a = \frac{g \sin \theta}{1 + K^2/R^2}$ છે.
નક્કર નળાકાર માટે,$K^2/R^2 = 1/2$,તેથી $a = \frac{g \sin 30^{\circ}}{1 + 0.5} = \frac{g(0.5)}{1.5} = \frac{g}{3} = \frac{9.8}{3} \approx 3.27 \; m/s^2$.
$d = \frac{1}{2}at^2$ નો ઉપયોગ કરતા,પાછા આવવા માટેનો સમય $t = \sqrt{\frac{2d}{a}} = \sqrt{\frac{2 \times 3.82}{3.27}} = \sqrt{2.337} \approx 1.53 \; s$.

Explore More

Similar Questions

એક ઢળતા સમતલ પરથી એક ગોળો,એક તકતી (disc),એક રીંગ અને એક કવચ (shell) સરક્યા વિના ગબડે છે. તેમના તળિયે પહોંચવાનો ક્રમ શું હશે?

એક ઢળતા સમતલ પરથી સમાન ત્રિજ્યા ધરાવતી એક રીંગ,એક તકતી (ડિસ્ક),એક ગોળો અને એક નળાકારને સરક્યા વિના ગબડાવવામાં આવે છે. તેમાંથી કોણ સૌથી પહેલા તળિયે પહોંચશે?

એક પદાર્થ લીસા ઢળતા સમતલ પરથી નીચે સરકે છે અને $v$ વેગ સાથે તળિયે પહોંચે છે. જો તે જ દળ એક રીંગના સ્વરૂપમાં હોય અને તે સમાન ઊંચાઈ અને ઢાળના ખૂણાવાળા ઢળતા સમતલ પર ગબડે,તો ઢળતા સમતલના તળિયે તેનો વેગ ............ હશે.

Difficult
View Solution

$R$ ત્રિજ્યાનો એક નક્કર ગોળો સમક્ષિતિજ સાથે $\theta$ ખૂણે નમેલા સમતલ પર શુદ્ધ ગબડતી ગતિ (pure rolling) કરે છે. જો તેની ચક્રાવર્તન ત્રિજ્યા (radius of gyration) $k$ હોય,તો તેનો પ્રવેગ કેટલો હશે?

એક નક્કર ગોળો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ આડી ખરબચડી સપાટી પર સરક્યા વિના ગબડે છે અને ઢળતી ખરબચડી સપાટી પર ઉપર ચઢવાનું શરૂ કરે છે. સમગ્ર ગતિ દરમિયાન શુદ્ધ ગબડતી ગતિ (pure rolling) ધારો। $INCORRECT$ (ખોટું) વિધાન પસંદ કરો.

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