$R$ 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

એક છેડે બાંધેલી ' $\ell$ ' લંબાઈની દોરીના બીજા છેડે 'm' દળ લટકાવેલું છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,દોરી સ્થિર છેડામાંથી પસાર થતી ઉર્ધ્વ અક્ષની આસપાસ $\frac{3}{\pi}$ પરિભ્રમણ પ્રતિ સેકન્ડ કરે છે. દોરીમાં ઉદ્ભવતું તણાવ બળ '$T$' કેટલું હશે?

$0.25 \, kg$ 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.

$2 \,kg$ દળનો એક પથ્થર $2 \,m$ લંબાઈની દોરીના એક છેડે બાંધેલો છે અને તેને સમક્ષિતિજ વર્તુળમાં ફેરવવામાં આવે છે. જો દોરી મહત્તમ $64 \,N$ નું તણાવ સહન કરી શકતી હોય, તો પ્રતિ મિનિટ પરિભ્રમણની મહત્તમ સંખ્યા કેટલી હશે?

એક કાર લીસા રસ્તા પર મુસાફરી કરતી વખતે $10 \, m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળાકાર ચાપ જેવા વળાંકમાંથી પસાર થાય છે. જો કારનું દળ $500 \, kg$ હોય,તો સૌથી નીચા બિંદુ $P$ પર,જ્યાં તેની ઝડપ $20 \, m/s$ છે,ત્યાં કાર પર લાગતું લંબબળ (reaction) ......... $kN$ છે.

Difficult
View Solution

એક મોટરસાઇકલ $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ઓવરબ્રિજ પર જઈ રહી છે. ડ્રાઇવર અચળ ઝડપ $v$ જાળવી રાખે છે. જેમ જેમ મોટરસાઇકલ ઓવરબ્રિજ પર ઉપર ચઢે છે,તેમ તેના પર લાગતું લંબબળ

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