Gujarati

Kinematics Circular Motion (Uniform Angular Accelaration) Questions in Gujarati

Class 11 Physics · 3-2.Motion in Plane · Kinematics Circular Motion (Uniform Angular Accelaration)

119+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 48 of 119 questions in Gujarati

51
MediumMCQ
એક ફ્લાયવ્હીલ સમાન કોણીય પ્રવેગ સાથે ફરે છે. તેની કોણીય ઝડપ $10 \, s$ માં $20\pi \, rad/s$ થી વધીને $40\pi \, rad/s$ થાય છે. આ સમયગાળામાં તેણે કેટલા પરિભ્રમણ કર્યા?
A
$50$
B
$150$
C
$100$
D
$250$

Solution

(B) આપેલ છે: પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_{0} = 20\pi \, rad/s$,અંતિમ કોણીય વેગ $\omega = 40\pi \, rad/s$,અને સમય $t = 10 \, s$.
ગતિના સમીકરણ $\omega = \omega_{0} + \alpha t$ નો ઉપયોગ કરીને,આપણે કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ શોધીએ છીએ:
$40\pi = 20\pi + \alpha(10) \Rightarrow 20\pi = 10\alpha \Rightarrow \alpha = 2\pi \, rad/s^{2}$.
હવે,$\theta = \omega_{0}t + \frac{1}{2}\alpha t^{2}$ નો ઉપયોગ કરીને કુલ કોણીય સ્થાનાંતર $\theta$ ની ગણતરી કરો:
$\theta = (20\pi)(10) + \frac{1}{2}(2\pi)(10)^{2} = 200\pi + 100\pi = 300\pi \, rad$.
એક પરિભ્રમણ $2\pi \, rad$ ની બરાબર હોવાથી,પરિભ્રમણની સંખ્યા $n = \frac{\theta}{2\pi}$ દ્વારા મળે છે:
$n = \frac{300\pi}{2\pi} = 150$ પરિભ્રમણ.
52
MediumMCQ
જો $2 \ m$ ત્રિજ્યાના વર્તુળમાં ગતિ કરતા કણની ઝડપ $v = 2t + 2$ દ્વારા આપવામાં આવે,તો $1 \ s$ પછી તેનો કેન્દ્રગામી પ્રવેગ ......... $m/s^2$ હશે.
A
$8$
B
$4$
C
$2$
D
$\sqrt{68}$

Solution

(A) કણની ઝડપ સમીકરણ $v = 2t + 2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t = 1 \ s$ પર,ઝડપ $v = 2(1) + 2 = 4 \ m/s$ થાય છે.
કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $a_{cp}$ નું સૂત્ર $a_{cp} = \frac{v^2}{r}$ છે.
ત્રિજ્યા $r = 2 \ m$ આપેલ હોવાથી,કિંમતો મૂકતા: $a_{cp} = \frac{4^2}{2} = \frac{16}{2} = 8 \ m/s^2$.
53
DifficultMCQ
જ્યારે સીલિંગ ફેન ચાલુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રથમ $3\,s$ માં $10$ પરિભ્રમણ કરે છે. તો તે પછીના $3\,s$ માં કેટલા પરિભ્રમણ કરશે? (સમાન કોણીય પ્રવેગ ધારો)
A
$10$
B
$20$
C
$30$
D
$40$

Solution

(C) સ્થિર કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ સાથે સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થતી વસ્તુ માટે,સમય $t$ માં કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = \frac{1}{2}\alpha t^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પરિભ્રમણની સંખ્યા $n$ એ કોણીય સ્થાનાંતરના પ્રમાણમાં હોવાથી,$n \propto t^2$ થાય.
ધારો કે પ્રથમ સમયગાળા $t_1 = 3\,s$ માં $n_1$ પરિભ્રમણ થાય છે,અને પછીના સમયગાળા $t_2 = 3\,s$ માં $n_2$ પરિભ્રમણ થાય છે.
કુલ સમય $2t$ માં કુલ પરિભ્રમણ $n_{total} = n_1 + n_2$ છે.
સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થતા સમાન પ્રવેગના ગુણધર્મ મુજબ,સમાન સમયગાળામાં પરિભ્રમણનો ગુણોત્તર $1 : 3 : 5 : \dots$ હોય છે.
તેથી,$n_1 : n_2 = 1 : 3$ થાય.
અહીં $n_1 = 10$ આપેલ છે,તેથી $10 : n_2 = 1 : 3$.
આમ,$n_2 = 10 \times 3 = 30$ પરિભ્રમણ.
54
MediumMCQ
એક એથ્લેટ ડિસ્કસને સ્થિર સ્થિતિમાંથી $0.270 \, s$ માં $15 \, rad \, s^{-1}$ ના અંતિમ કોણીય વેગ સુધી ફેંકે છે. પ્રવેગ દરમિયાન,ડિસ્કસ $0.810 \, m$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર ચાપ પર ગતિ કરે છે. ડિસ્કસને મુક્ત કરવામાં આવે તે પહેલાં તેનો પ્રવેગ ....... $m \, s^{-2}$ છે.
A
$45$
B
$182$
C
$187$
D
$192$

Solution

(A) આપેલ છે: પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_{0} = 0 \, rad \, s^{-1}$,અંતિમ કોણીય વેગ $\omega = 15 \, rad \, s^{-1}$,સમય $t = 0.270 \, s$,અને ત્રિજ્યા $r = 0.810 \, m$.
સૌ પ્રથમ,આપણે $\omega = \omega_{0} + \alpha t$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ ની ગણતરી કરીએ છીએ.
$\omega_{0} = 0$ હોવાથી,$\alpha = \frac{\omega}{t} = \frac{15}{0.270} \, rad \, s^{-2}$ મળે છે.
સ્પર્શકીય પ્રવેગ $a_{t}$ એ $a_{t} = r \alpha$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા: $a_{t} = 0.810 \times \frac{15}{0.270} = 0.810 \times 55.55 = 45 \, m \, s^{-2}$.
આમ,ડિસ્કસનો પ્રવેગ $45 \, m \, s^{-2}$ છે.
55
MediumMCQ
દિવાલ ઘડિયાળના સેકન્ડ કાંટાના છેડાની રેખીય ઝડપ $1.05 \, cm \, s^{-1}$ છે. સેકન્ડ કાંટાની લંબાઈ આશરે ........ $cm$ છે.
A
$1$
B
$5$
C
$10$
D
$60$

Solution

(C) ઘડિયાળનો સેકન્ડ કાંટો $T = 60 \, s$ માં એક પૂર્ણ પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરે છે. એક પરિભ્રમણમાં કાંટાના છેડા દ્વારા કાપેલું અંતર એ વર્તુળનો પરિઘ $2 \pi \ell$ છે,જ્યાં $\ell$ એ સેકન્ડ કાંટાની લંબાઈ છે.
રેખીય ઝડપ $v$ નું સૂત્ર $v = \frac{2 \pi \ell}{T}$ છે.
અહીં $v = 1.05 \, cm \, s^{-1}$ અને $T = 60 \, s$ આપેલ છે,તેથી:
$1.05 = \frac{2 \times 3.14159 \times \ell}{60}$.
$\ell$ ને કર્તા બનાવતા:
$\ell = \frac{1.05 \times 60}{2 \times 3.14159} \approx \frac{63}{6.283} \approx 10.027 \, cm$.
આમ,સેકન્ડ કાંટાની લંબાઈ આશરે $10 \, cm$ છે.
56
EasyMCQ
એક ગ્રાઇન્ડિંગ વ્હીલ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરીને $5 \ s$ માં $20 \ rad/s$ નો કોણીય વેગ પ્રાપ્ત કરે છે. વ્હીલ દ્વારા પૂર્ણ થયેલ પરિભ્રમણની સંખ્યા શોધો.
A
$\frac{\pi}{25} \text{ પરિભ્રમણ}$
B
$\frac{1}{\pi} \text{ પરિભ્રમણ}$
C
$\frac{25}{\pi} \text{ પરિભ્રમણ}$
D
$\text{આમાંથી કોઈ નહીં}$

Solution

(C) આપેલ છે: પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_i = 0 \ rad/s$,અંતિમ કોણીય વેગ $\omega_f = 20 \ rad/s$,સમય $t = 5 \ s$.
કોણીય સ્થાનાંતર $\theta$ માટેનું સૂત્ર: $\theta = \left( \frac{\omega_i + \omega_f}{2} \right) \times t$.
કિંમતો મૂકતા: $\theta = \left( \frac{0 + 20}{2} \right) \times 5 = 10 \times 5 = 50 \ rad$.
પરિભ્રમણની સંખ્યા $n$ શોધવા માટેનું સૂત્ર: $n = \frac{\theta}{2\pi}$.
તેથી,$n = \frac{50}{2\pi} = \frac{25}{\pi} \text{ પરિભ્રમણ}$.
57
MediumMCQ
જો વર્તુળાકાર પથ પર ગતિ કરતા કણના કોણીય સ્થાનાંતરનું સમીકરણ નીચે મુજબ હોય:
$\theta = 2t^3 + 0.5$
જ્યાં $\theta$ રેડિયનમાં અને $t$ સેકન્ડમાં છે,તો $t = 2 \, s$ સમયે કણનો કોણીય વેગ કેટલો હશે?
A
$8 \, rad/s$
B
$12 \, rad/s$
C
$24 \, rad/s$
D
$36 \, rad/s$

Solution

(C) કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 2t^3 + 0.5$ આપેલ છે.
કોણીય વેગ $\omega$ એ સમયની સાપેક્ષમાં કોણીય સ્થાનાંતરના ફેરફારનો દર છે:
$\omega = \frac{d\theta}{dt} = \frac{d}{dt}(2t^3 + 0.5)$.
વિકલનના ઘાત નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\omega = 6t^2$.
$t = 2 \, s$ સમયે કોણીય વેગ શોધવા માટે,$t$ ની કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$\omega = 6(2)^2 = 6 \times 4 = 24 \, rad/s$.
58
MediumMCQ
એક કણ $\pi \, rad/s^2$ ના અચળ કોણીય પ્રવેગ સાથે ફરે છે. જો કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી ગતિ શરૂ કરે,તો પ્રથમ $10 \, s$ માં તે કેટલા પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરશે?
A
$16$
B
$10$
C
$20$
D
$25$

Solution

(D) આપેલ છે: કોણીય પ્રવેગ $\alpha = \pi \, rad/s^2$,પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_0 = 0$ અને સમય $t = 10 \, s$.
કોણીય સ્થાનાંતર માટેના ગતિના સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $\theta = \omega_0 t + \frac{1}{2} \alpha t^2$.
કિંમતો મૂકતા: $\theta = 0 \cdot (10) + \frac{1}{2} \cdot \pi \cdot (10)^2$.
$\theta = \frac{1}{2} \cdot \pi \cdot 100 = 50\pi \, rad$.
એક પરિભ્રમણ એટલે $2\pi \, rad$ હોવાથી,પરિભ્રમણની સંખ્યા $n = \frac{\theta}{2\pi}$ દ્વારા મળે છે.
$n = \frac{50\pi}{2\pi} = 25$.
તેથી,કણ $25$ પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરશે.
59
DifficultMCQ
એક ડિસ્ક,જે શરૂઆતમાં સ્થિર છે,તેને તેની ધરી પર સમાન કોણીય પ્રવેગ સાથે ફેરવવામાં આવે છે. પ્રથમ $2 \ s$ માં,તે $\theta$ ખૂણા જેટલું ફરે છે. પછીના $2 \ s$ માં,ડિસ્ક કેટલા ખૂણા જેટલું ફરશે?
A
$\theta$
B
$2 \ \theta$
C
$3 \ \theta$
D
$4 \ \theta$

Solution

(C) સ્થિર સ્થિતિમાંથી સમાન કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ સાથે ગતિ શરૂ કરતા પદાર્થ માટે કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = \frac{1}{2} \alpha t^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ $t_1 = 2 \ s$ માટે,પરિભ્રમણ કોણ $\theta = \frac{1}{2} \alpha (2)^2 = 2 \alpha$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે $\alpha = \frac{\theta}{2}$.
કુલ સમય $t_2 = 2 \ s + 2 \ s = 4 \ s$ માટે,કુલ પરિભ્રમણ કોણ $\theta_{total} = \frac{1}{2} \alpha (4)^2 = 8 \alpha$ છે.
પછીના $2 \ s$ માં પરિભ્રમણ કોણ $\Delta \theta = \theta_{total} - \theta = 8 \alpha - 2 \alpha = 6 \alpha$ થશે.
$\alpha = \frac{\theta}{2}$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને $\Delta \theta = 6 \left( \frac{\theta}{2} \right) = 3 \theta$ મળે છે.
60
MediumMCQ
એક કારની ઝડપ $5\,s$ માં $18\,km/h$ થી બદલાઈને $36\,km/h$ થાય છે. તેના પૈડાનો વ્યાસ $0.8\,m$ છે. પૈડાનો કોણીય પ્રવેગ ........ $rad/s^2$ છે.
A
$1$
B
$0.8$
C
$2.5$
D
$1.8$

Solution

(C) પ્રથમ,પ્રારંભિક અને અંતિમ વેગને $km/h$ માંથી $m/s$ માં રૂપાંતરિત કરો:
$u = 18 \times \frac{5}{18} = 5\,m/s$
$v = 36 \times \frac{5}{18} = 10\,m/s$
રેખીય પ્રવેગ $a$ ની ગણતરી $a = \frac{v-u}{t}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરો:
$a = \frac{10 - 5}{5} = \frac{5}{5} = 1\,m/s^2$
પૈડાની ત્રિજ્યા $r$ એ વ્યાસ કરતા અડધી હોય છે:
$r = \frac{0.8}{2} = 0.4\,m$
કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ એ રેખીય પ્રવેગ $a$ સાથે $\alpha = \frac{a}{r}$ સૂત્ર દ્વારા સંબંધિત છે:
$\alpha = \frac{1}{0.4} = 2.5\,rad/s^2$
61
DifficultMCQ
$m$ દળનો એક કણ $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર પથ પર એવી રીતે ગતિ કરે છે કે જેથી તેનો કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $a_c$ સમય $t$ સાથે $a_c = k^2rt^2$ મુજબ બદલાય છે,જ્યાં $k$ અચળાંક છે. કણ પર લાગતા બળ દ્વારા તેને આપવામાં આવતો પાવર કેટલો હશે?
A
$2\pi mk^2r^2$
B
$mk^2r^2t$
C
$\frac{mk^4r^2t^5}{3}$
D
શૂન્ય

Solution

(B) કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $a_c = k^2rt^2$ આપેલ છે.
કેન્દ્રગામી પ્રવેગનું સૂત્ર $a_c = \frac{v^2}{r}$ હોવાથી,$\frac{v^2}{r} = k^2rt^2$ થાય.
આથી $v^2 = k^2r^2t^2$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $v = krt$ મળે.
સ્પર્શકીય પ્રવેગ $a_t$ એ ઝડપમાં થતો ફેરફાર છે: $a_t = \frac{dv}{dt} = \frac{d}{dt}(krt) = kr$.
ઝડપમાં ફેરફાર માટે જવાબદાર સ્પર્શકીય બળ $F_t = m a_t = mkr$ થાય.
કણ પર લાગતો પાવર $P = F_t \cdot v$ છે.
કિંમતો મૂકતા,$P = (mkr) \cdot (krt) = mk^2r^2t$ મળે.
62
DifficultMCQ
ત્રણ કણો $A, B$ અને $C$ એ $r = \frac{1}{\pi} \, m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળમાં અનુક્રમે $1 \, m/s$,$2.5 \, m/s$ અને $2 \, m/s$ ની ઝડપે ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરે છે. $A, B$ અને $C$ ના પ્રારંભિક સ્થાન આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ છે. જ્યારે $A, B$ અને $C$ પ્રથમ વખત મળે ત્યારે $B$ અને $C$ દ્વારા કાપેલા અંતરનો ગુણોત્તર શોધો.
Question diagram
A
$3 : 2$
B
$5 : 4$
C
$3 : 5$
D
$3 : 7$

Solution

(B) ધારો કે $t=0$ સમયે $A, B$ અને $C$ ના કોણીય સ્થાન $\theta_A(0) = 0$,$\theta_B(0) = \pi/2$,અને $\theta_C(0) = \pi$ છે.
કોણીય વેગ $\omega_A = v_A/r = \pi \, rad/s$,$\omega_B = v_B/r = 2.5\pi \, rad/s$,અને $\omega_C = v_C/r = 2\pi \, rad/s$ છે.
$t$ સમયે કોણીય સ્થાન $\theta_A(t) = \pi t$,$\theta_B(t) = \pi/2 + 2.5\pi t$,અને $\theta_C(t) = \pi + 2\pi t$ છે.
કણો મળે તે માટે તેમના કોણીય સ્થાન $2\pi$ ના મોડ્યુલો સમાન હોવા જોઈએ. ધારો કે $\theta_A(t) = \theta_B(t) + 2n\pi$ અને $\theta_B(t) = \theta_C(t) + 2m\pi$.
$\pi t = \pi/2 + 2.5\pi t + 2n\pi \implies -1.5t = 0.5 + 2n \implies t = -(2n + 0.5)/1.5$.
$\pi/2 + 2.5\pi t = \pi + 2\pi t + 2m\pi \implies 0.5t = 0.5 + 2m \implies t = 1 + 4m$.
$t$ ને સરખાવતા: $1 + 4m = -(2n + 0.5)/1.5 \implies 1.5 + 6m = -2n - 0.5 \implies 2n + 6m = -2 \implies n + 3m = -1$.
પ્રથમ મુલાકાત માટે,$m = -1$ લેતા,$n = 2$ મળે. તેથી $t = 1 + 4(-1) = -3$ (મૂલ્ય $t=3s$ લેતા).
અંતર $s_B = v_B t = 2.5 \times 3 = 7.5 \, m$.
અંતર $s_C = v_C t = 2 \times 3 = 6 \, m$.
ગુણોત્તર $s_B : s_C = 7.5 : 6 = 5 : 4$.
63
MediumMCQ
એક કણ $\left( \frac{20}{\pi} \right) \, m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળ પર અચળ સ્પર્શક પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે. જો ગતિ શરૂ થયા પછી બીજા પરિભ્રમણના અંતે કણનો વેગ $80 \, m/s$ હોય,તો સ્પર્શક પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$40 \, m/s^2$
B
$640 \, m/s^2$
C
$160 \pi \, m/s^2$
D
$40 \pi \, m/s^2$

Solution

(A) આપેલ છે: ત્રિજ્યા $r = \frac{20}{\pi} \, m$,પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_i = 0$,અને કુલ કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 2 \times (2 \pi) = 4 \pi \, rad$ (કારણ કે તે બે પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરે છે).
અંતિમ રેખીય વેગ $v = 80 \, m/s$.
અંતિમ કોણીય વેગ $\omega_f = \frac{v}{r} = \frac{80}{20/\pi} = 4 \pi \, rad/s$ છે.
ભ્રમણ ગતિના સમીકરણ $\omega_f^2 = \omega_i^2 + 2 \alpha \theta$ નો ઉપયોગ કરતા:
$(4 \pi)^2 = 0^2 + 2 \alpha (4 \pi)$
$16 \pi^2 = 8 \pi \alpha$
$\alpha = 2 \pi \, rad/s^2$.
સ્પર્શક પ્રવેગ $a_t = r \alpha = \left( \frac{20}{\pi} \right) \times (2 \pi) = 40 \, m/s^2$ થાય.
64
MediumMCQ
જો વર્તુળાકાર પથ પર ગતિ કરતા કણના સ્થાનાંતરનું સમીકરણ $\theta = 2t^3 + 0.5$ દ્વારા આપવામાં આવે,જ્યાં $\theta$ રેડિયનમાં છે અને $t$ સેકન્ડમાં છે,તો $2$ સેકન્ડ પછી કણનો કોણીય વેગ ....... $rad/sec$ હશે.
A
$36$
B
$8$
C
$48$
D
$24$

Solution

(D) કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 2t^3 + 0.5$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કોણીય વેગ $\omega$ એ સમયની સાપેક્ષમાં કોણીય સ્થાનાંતરના ફેરફારનો દર છે: $\omega = \frac{d\theta}{dt}$.
$\theta$ નું $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $\omega = \frac{d}{dt}(2t^3 + 0.5) = 6t^2$.
$t = 2$ સેકન્ડ પછી કોણીય વેગ શોધવા માટે,$\omega$ ના સમીકરણમાં $t = 2$ મૂકતા:
$\omega = 6(2)^2 = 6 \times 4 = 24 \ rad/sec$.
65
EasyMCQ
એક પૈડાનો કોણીય પ્રવેગ $3.0\, rad/s^2$ અને પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ $2.00\, rad/s$ છે. $2\, s$ ના સમયમાં તે કેટલા ખૂણા (રેડિયનમાં) જેટલું પરિભ્રમણ કરશે?
A
$6$
B
$10$
C
$12$
D
$4$

Solution

(B) આપેલ છે:
પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ,$\omega_0 = 2.00\, rad/s$
કોણીય પ્રવેગ,$\alpha = 3.0\, rad/s^2$
સમય,$t = 2\, s$
કોણીય સ્થાનાંતર માટેના ગતિના સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$\theta = \omega_0 t + \frac{1}{2} \alpha t^2$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\theta = (2.00)(2) + \frac{1}{2}(3.0)(2)^2$
$\theta = 4 + \frac{1}{2}(3.0)(4)$
$\theta = 4 + 6 = 10\, rad$
આમ,પૈડું $10\, rad$ ના ખૂણે પરિભ્રમણ કરશે.
66
MediumMCQ
એક કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરીને $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળમાં ગતિ કરે છે. તે $n$ માં ચક્રમાં $V_{0} \; m/s$ નો વેગ પ્રાપ્ત કરે છે. તેનો કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$\frac{V_{0}}{n} \; rad/s^{2}$
B
$\frac{V_{0}^{2}}{2 \pi n r^{2}} \; rad/s^{2}$
C
$\frac{V_{0}^{2}}{4 \pi n r^{2}} \; rad/s^{2}$
D
$\frac{V_{0}^{2}}{4 \pi n r} \; rad/s^{2}$

Solution

(C) કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થાય છે,તેથી પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_{0} = 0$ છે.
$n$ ચક્ર પછી,કુલ કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 2 \pi n$ છે.
અંતિમ રેખીય વેગ $V_{0}$ છે,તેથી અંતિમ કોણીય વેગ $\omega = \frac{V_{0}}{r}$ થાય.
ગતિના સમીકરણ $\omega^{2} = \omega_{0}^{2} + 2 \alpha \theta$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\alpha = \frac{\omega^{2} - \omega_{0}^{2}}{2 \theta} = \frac{(V_{0}/r)^{2} - 0}{2(2 \pi n)} = \frac{V_{0}^{2}/r^{2}}{4 \pi n} = \frac{V_{0}^{2}}{4 \pi n r^{2}} \; rad/s^{2}$.
67
Medium
પ્રથમ સિદ્ધાંતો પરથી સમીકરણ $\omega = \omega_{0} + \alpha t$ મેળવો.

Solution

(N/A) કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ સમાન છે,તેથી સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં કોણીય વેગ $\omega$ ના ફેરફારનો દર અચળ છે:
$\frac{d\omega}{dt} = \alpha$
સંકલન માટે પદોને ગોઠવતા:
$d\omega = \alpha dt$
બંને બાજુ સંકલન કરતા:
$\int d\omega = \int \alpha dt$
$\omega = \alpha t + c$,જ્યાં $c$ એ સંકલનનો અચળાંક છે.
પ્રારંભિક શરત લાગુ પાડતા: $t = 0$ સમયે,$\omega = \omega_{0}$.
આ કિંમતોને સમીકરણમાં મૂકતા:
$\omega_{0} = \alpha(0) + c \implies c = \omega_{0}$
$c$ ની કિંમતને સંકલિત સમીકરણમાં પાછી મૂકતા:
$\omega = \omega_{0} + \alpha t$.
68
Medium
એક મોટરના પૈડાની કોણીય ઝડપ $16 \; s$ માં $1200 \; rpm$ થી વધીને $3120 \; rpm$ થાય છે.
$(i)$ જો પ્રવેગ સમાન હોય,તો તેનો કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે?
$(ii)$ આ સમયગાળા દરમિયાન એન્જિન કેટલા પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરશે?

Solution

(N/A) $(i)$ આપણે સમીકરણ $\omega = \omega_{0} + \alpha t$ નો ઉપયોગ કરીશું.
પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ $\omega_{0} = \frac{2 \pi \times 1200}{60} \; rad/s = 40 \pi \; rad/s$.
અંતિમ કોણીય ઝડપ $\omega = \frac{2 \pi \times 3120}{60} \; rad/s = 104 \pi \; rad/s$.
કોણીય પ્રવેગ $\alpha = \frac{\omega - \omega_{0}}{t} = \frac{104 \pi - 40 \pi}{16} = \frac{64 \pi}{16} = 4 \pi \; rad/s^{2}$.
$(ii)$ કોણીય સ્થાનાંતર $\theta$ નીચે મુજબ મળે છે: $\theta = \omega_{0} t + \frac{1}{2} \alpha t^{2}$.
$\theta = (40 \pi \times 16) + \frac{1}{2} \times (4 \pi) \times (16)^{2} = 640 \pi + 512 \pi = 1152 \pi \; rad$.
પરિભ્રમણની સંખ્યા $n = \frac{\theta}{2 \pi} = \frac{1152 \pi}{2 \pi} = 576$.
69
EasyMCQ
અચળ કોણીય વેગથી ચાકગતિ કરતી દઢ પદાર્થના કોઈ કણના રેખીય પ્રવેગના સ્પર્શીય ઘટકનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
શૂન્ય
B
શૂન્ય સિવાયની કિંમત
C
અનંત
D
ત્રિજ્યા પર આધાર રાખે છે

Solution

(A) ચાકગતિ કરતા કણના રેખીય પ્રવેગનો સ્પર્શીય ઘટક $a_{T} = r\alpha$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r$ એ ત્રિજ્યા છે અને $\alpha$ એ કોણીય પ્રવેગ છે.
દઢ પદાર્થ અચળ કોણીય વેગથી ગતિ કરતું હોવાથી,કોણીય પ્રવેગ $\alpha = \frac{d\omega}{dt} = 0$ થાય છે.
તેથી,રેખીય પ્રવેગનો સ્પર્શીય ઘટક $a_{T} = r \times 0 = 0$ થાય છે.
70
MediumMCQ
શું વર્તુળાકાર માર્ગ પર ગતિ કરતા કણનો સ્પર્શીય પ્રવેગ હંમેશા શૂન્ય હોય છે? તે કઈ સ્થિતિમાં શૂન્ય હોય છે?
A
હા,તે હંમેશા શૂન્ય હોય છે.
B
ના,તે ફક્ત ત્યારે જ શૂન્ય હોય છે જ્યારે કોણીય ઝડપ અચળ હોય.
C
ના,તે ફક્ત ત્યારે જ શૂન્ય હોય છે જ્યારે ત્રિજ્યા અચળ હોય.
D
ના,તે ફક્ત ત્યારે જ શૂન્ય હોય છે જ્યારે કેન્દ્રગામી પ્રવેગ શૂન્ય હોય.

Solution

(B) સ્પર્શીય પ્રવેગ $a_t$ એ વેગના મૂલ્યમાં થતા ફેરફારનો દર છે,જે $a_t = \frac{dv}{dt} = r \alpha$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r$ એ ત્રિજ્યા છે અને $\alpha$ એ કોણીય પ્રવેગ છે.
જો કોણીય ઝડપ $\omega$ અચળ હોય,તો કોણીય પ્રવેગ $\alpha = \frac{d\omega}{dt} = 0$ થાય.
તેથી,સ્પર્શીય પ્રવેગ $a_t$ ફક્ત ત્યારે જ શૂન્ય હોય છે જ્યારે કણ નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિ કરતો હોય,એટલે કે કોણીય ઝડપ અચળ રહેતી હોય.
71
MediumMCQ
એક ઘડિયાળમાં $0.1\, m$ લંબાઈનો સતત ફરતો સેકન્ડ કાંટો છે. કાંટાના છેડાનો સરેરાશ પ્રવેગ ($m\, s^{-2}$ એકમમાં) કયા ક્રમનો હશે?
A
$10^{-3}$
B
$10^{-2}$
C
$10^{-4}$
D
$10^{-1}$

Solution

(A) સેકન્ડ કાંટાની લંબાઈ એ વર્તુળાકાર માર્ગની ત્રિજ્યા છે,$R = 0.1\, m$.
સેકન્ડ કાંટા માટે આવર્તકાળ $T = 60\, s$ છે.
કોણીય વેગ $\omega$ નીચે મુજબ મળે: $\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{60} \approx 0.105\, rad/s$.
કાંટાના છેડાનો કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $a$ એ $a = \omega^2 R$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $a = (0.105)^2 \times 0.1$.
$a \approx 0.011025 \times 0.1 = 0.0011025\, m/s^2$.
આને $1.1 \times 10^{-3}\, m/s^2$ તરીકે લખી શકાય.
તેથી,સરેરાશ પ્રવેગ $10^{-3}$ ના ક્રમનો છે.
72
MediumMCQ
એક વાહનના પૈડાની કોણીય ઝડપ $14 \; s$ માં $360 \; rpm$ થી વધીને $1200 \; rpm$ થાય છે. તેની કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$1 \; rad/s^2$
B
$2 \pi \; rad/s^2$
C
$28 \pi \; rad/s^2$
D
$120 \pi \; rad/s^2$

Solution

(B) પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ $\omega_0 = 360 \; rpm = 360 \times \frac{2\pi}{60} \; rad/s = 12\pi \; rad/s$.
અંતિમ કોણીય ઝડપ $\omega = 1200 \; rpm = 1200 \times \frac{2\pi}{60} \; rad/s = 40\pi \; rad/s$.
લીધેલ સમય $t = 14 \; s$.
ચાકગતિના સમીકરણ $\omega = \omega_0 + \alpha t$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $\alpha$ એ કોણીય પ્રવેગ છે:
$40\pi = 12\pi + \alpha(14)$.
$28\pi = 14\alpha$.
$\alpha = \frac{28\pi}{14} = 2\pi \; rad/s^2$.
73
MediumMCQ
એક ટ્રકના પૈડાની કોણીય ઝડપ $26 \, s$ માં $900 \, rpm$ થી વધીને $2460 \, rpm$ થાય છે. આ સમયગાળા દરમિયાન ટ્રકના એન્જિન દ્વારા પૂર્ણ કરવામાં આવેલા પરિભ્રમણોની સંખ્યા શોધો (પ્રવેગ સમાન છે તેમ ધારો).
A
$1456$
B
$728$
C
$810$
D
$368$

Solution

(B) આપેલ છે:
પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ,$\omega_1 = 900 \, rpm = \frac{900}{60} \, rev/s = 15 \, rev/s$.
અંતિમ કોણીય ઝડપ,$\omega_2 = 2460 \, rpm = \frac{2460}{60} \, rev/s = 41 \, rev/s$.
સમયગાળો,$t = 26 \, s$.
કોણીય પ્રવેગ સમાન હોવાથી,સરેરાશ કોણીય ઝડપ $\omega_{avg} = \frac{\omega_1 + \omega_2}{2}$ થશે.
$\omega_{avg} = \frac{15 + 41}{2} = \frac{56}{2} = 28 \, rev/s$.
કુલ પરિભ્રમણોની સંખ્યા $N$ એ સરેરાશ કોણીય ઝડપ અને સમયના ગુણાકાર જેટલી હોય છે:
$N = \omega_{avg} \times t = 28 \, rev/s \times 26 \, s = 728 \, \text{પરિભ્રમણો}$.
74
MediumMCQ
$600 \, rpm$ ની કોણીય ઝડપ સાથે ફરતી એક વસ્તુને $10 \, s$ માં સમાન પ્રવેગ આપીને $1800 \, rpm$ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન થયેલા પરિભ્રમણોની સંખ્યા ..... છે.
A
$100$
B
$500$
C
$300$
D
$200$

Solution

(D) પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ,$\omega_0 = 600 \, rpm = 10 \, rev/s$.
અંતિમ કોણીય ઝડપ,$\omega_f = 1800 \, rpm = 30 \, rev/s$.
લાગતો સમય,$t = 10 \, s$.
પ્રવેગ સમાન હોવાથી,સરેરાશ કોણીય ઝડપ $\omega_{avg} = \frac{\omega_0 + \omega_f}{2} = \frac{10 + 30}{2} = 20 \, rev/s$ થાય.
કુલ પરિભ્રમણોની સંખ્યા $\theta = \omega_{avg} \times t$ છે.
$\theta = 20 \, rev/s \times 10 \, s = 200 \, rev$.
75
EasyMCQ
એક ફ્લાયવ્હીલની કોણીય ઝડપ જે સમાન કોણીય પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે, તે $16\,s$ માં $1200\,rpm$ થી બદલાઈને $3120\,rpm$ થાય છે. $rad/s^{2}$ માં કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે ($\pi$ માં)?
A
$4$
B
$12$
C
$104$
D
$2$

Solution

(A) સમાન કોણીય પ્રવેગ હેઠળ કોણીય વેગ માટેનું સૂત્ર $\omega = \omega_{0} + \alpha t$ છે.
અહીં, પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ $\omega_{0} = 1200\,rpm$ અને અંતિમ કોણીય ઝડપ $\omega = 3120\,rpm$ છે.
સમયગાળો $t = 16\,s$ છે.
સૌ પ્રથમ, $1\,rpm = \frac{2\pi}{60}\,rad/s$ ના સંબંધનો ઉપયોગ કરીને કોણીય ઝડપને $rpm$ માંથી $rad/s$ માં રૂપાંતરિત કરો.
કોણીય ઝડપમાં ફેરફાર $\Delta\omega = 3120 - 1200 = 1920\,rpm$ છે.
આને $rad/s$ માં રૂપાંતરિત કરતા: $\Delta\omega = 1920 \times \frac{2\pi}{60} = 32 \times 2\pi = 64\pi\,rad/s$.
કોણીય પ્રવેગ $\alpha = \frac{\Delta\omega}{t} = \frac{64\pi}{16} = 4\pi\,rad/s^{2}$ મળે છે.
76
MediumMCQ
એક દડાને કોણીય પ્રવેગ $\alpha = 6t^2 - 2t$ સાથે ફેરવવામાં આવે છે,જ્યાં $t$ સેકન્ડમાં છે અને $\alpha$ એ $rad/s^2$ માં છે. $t = 0$ સમયે,દડાનો કોણીય વેગ $10 \ rad/s$ અને કોણીય સ્થાન $4 \ rad$ છે. દડાના કોણીય સ્થાન માટે સૌથી યોગ્ય સમીકરણ કયું છે?
A
$\frac{3}{2}t^4 - t^2 + 10t$
B
$\frac{t^4}{2} - \frac{t^3}{3} + 10t + 4$
C
$\frac{2t^4}{3} - \frac{t^3}{6} + 10t + 12$
D
$2t^4 - \frac{t^3}{2} + 5t + 4$

Solution

(B) આપેલ કોણીય પ્રવેગ $\alpha = \frac{d\omega}{dt} = 6t^2 - 2t$ છે.
કોણીય વેગ $\omega$ શોધવા માટે $t$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરતા:
$\int_{10}^{\omega} d\omega = \int_{0}^{t} (6t^2 - 2t) dt$
$\omega - 10 = [2t^3 - t^2]_0^t$
$\omega = 2t^3 - t^2 + 10$.
હવે,$\omega = \frac{d\theta}{dt} = 2t^3 - t^2 + 10$.
કોણીય સ્થાન $\theta$ શોધવા માટે $t$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરતા:
$\int_{4}^{\theta} d\theta = \int_{0}^{t} (2t^3 - t^2 + 10) dt$
$\theta - 4 = [\frac{2t^4}{4} - \frac{t^3}{3} + 10t]_0^t$
$\theta - 4 = \frac{t^4}{2} - \frac{t^3}{3} + 10t$
$\theta = \frac{t^4}{2} - \frac{t^3}{3} + 10t + 4$.
77
EasyMCQ
જો નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિમાં રહેલા પદાર્થની આવૃત્તિ બમણી કરવામાં આવે,તો તેનો પ્રવેગ કેટલો થાય?
A
બે ગણો
B
ચાર ગણો
C
અડધો
D
ચોથો ભાગ

Solution

(B) નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિમાં,કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $a_c$ નું સૂત્ર $a_c = \omega^2 r$ છે,જ્યાં $\omega$ એ કોણીય વેગ છે અને $r$ એ વર્તુળાકાર માર્ગની ત્રિજ્યા છે.
કોણીય વેગ $\omega = 2 \pi f$ હોવાથી,જ્યાં $f$ એ આવૃત્તિ છે,આપણે આ કિંમત પ્રવેગના સૂત્રમાં મૂકી શકીએ:
$a_c = (2 \pi f)^2 r = 4 \pi^2 f^2 r$.
આ સમીકરણ પરથી જોઈ શકાય છે કે પ્રવેગ એ આવૃત્તિના વર્ગના સમપ્રમાણમાં છે: $a_c \propto f^2$.
જો આવૃત્તિ $f$ બમણી કરવામાં આવે $(f' = 2f)$,તો નવો પ્રવેગ $a_c'$ નીચે મુજબ થશે:
$a_c' \propto (2f)^2 = 4f^2$.
તેથી,પ્રવેગ મૂળ કિંમત કરતા $4$ ગણો થાય છે.
78
EasyMCQ
એક કણ $25 \, m$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર માર્ગ પર $12 \, rev/min$ ની અચળ કોણીય ઝડપથી ભ્રમણ કરી રહ્યો છે. તો કણનો કોણીય પ્રવેગ .......... $rad/s^2$ છે.
A
$2 \pi^2$
B
$4 \pi^2$
C
$\pi^2$
D
$0$

Solution

(D) કોણીય પ્રવેગ $(\alpha)$ એ સમયની સાપેક્ષમાં કોણીય વેગ $(\omega)$ માં થતા ફેરફારનો દર છે,જે $\alpha = \frac{d\omega}{dt}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
અહીં કણ અચળ કોણીય ઝડપથી ભ્રમણ કરી રહ્યો હોવાથી,કોણીય વેગ $\omega$ સમય સાથે બદલાતો નથી.
તેથી,કોણીય વેગમાં થતા ફેરફારનો દર શૂન્ય છે,જેનો અર્થ છે કે $\alpha = 0 \, rad/s^2$.
79
MediumMCQ
એક પદાર્થ સમાન કોણીય પ્રવેગ સાથે પરિભ્રમણ કરે છે અને શરૂઆત પછીની પ્રથમ $5 \text{ s}$ માં $100 \pi \text{ rad}$ જેટલું કોણીય સ્થાનાંતર કાપે છે. $5 \text{ s}$ ના અંતે તેની કોણીય ઝડપ ($\text{rad/s}$ માં) .........$\pi$ છે.
A
$40$
B
$30$
C
$20$
D
$10$

Solution

(A) આપેલ છે: પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_0 = 0 \text{ rad/s}$ (કારણ કે તે સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થાય છે).
કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 100 \pi \text{ rad}$.
સમય $t = 5 \text{ s}$.
પરિભ્રમણીય ગતિના બીજા સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $\theta = \omega_0 t + \frac{1}{2} \alpha t^2$.
કિંમતો મૂકતા: $100 \pi = 0 + \frac{1}{2} \alpha (5)^2$.
$100 \pi = \frac{25}{2} \alpha$.
$\alpha = \frac{200 \pi}{25} = 8 \pi \text{ rad/s}^2$.
હવે,પરિભ્રમણીય ગતિના પ્રથમ સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $\omega = \omega_0 + \alpha t$.
$\omega = 0 + (8 \pi) \times 5 = 40 \pi \text{ rad/s}$.
આમ,$5 \text{ s}$ ના અંતે કોણીય ઝડપ $40 \pi \text{ rad/s}$ છે.
80
EasyMCQ
વર્તુળના પરિઘ પર ગતિ કરતા પદાર્થનો કોણીય પ્રવેગ કઈ દિશામાં હોય છે?
A
ભ્રમણાક્ષની દિશામાં
B
તેના સ્થાનના સ્પર્શકની દિશામાં
C
કેન્દ્ર તરફ ત્રિજ્યાની દિશામાં
D
કેન્દ્રથી દૂર ત્રિજ્યાની દિશામાં

Solution

(A) કોણીય પ્રવેગ $(\vec{\alpha})$ એ સમયની સાપેક્ષમાં કોણીય વેગ $(\vec{\omega})$ માં થતા ફેરફારનો દર છે, જે $\vec{\alpha} = \frac{d\vec{\omega}}{dt}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
વર્તુળાકાર માર્ગે ગતિ કરતા પદાર્થ માટે કોણીય વેગ સદિશ $(\vec{\omega})$ ભ્રમણાક્ષની દિશામાં હોય છે, તેથી આ સદિશમાં થતા ફેરફારનો દર, જે કોણીય પ્રવેગ $(\vec{\alpha})$ છે, તે પણ ભ્રમણાક્ષની દિશામાં જ કાર્ય કરે છે.
Solution diagram
81
DifficultMCQ
એક ઘડિયાળમાં સેકન્ડ કાંટો અને મિનિટ કાંટો અનુક્રમે $75 \ cm$ અને $60 \ cm$ લાંબા છે. $30$ મિનિટના સમયગાળામાં,સેકન્ડ કાંટાની ટોચ મિનિટ કાંટાની ટોચ કરતાં $x$ જેટલું વધારે અંતર કાપશે. $x$ નું મૂલ્ય મીટરમાં આશરે કેટલું હશે? ($\pi = 3.14$ લો):
A
$220.0$
B
$140.5$
C
$139.4$
D
$118.9$

Solution

(C) સેકન્ડ કાંટાની લંબાઈ $r_s = 75 \ cm = 0.75 \ m$ છે. મિનિટ કાંટાની લંબાઈ $r_m = 60 \ cm = 0.60 \ m$ છે.
$30$ મિનિટમાં,સેકન્ડ કાંટો $30$ પૂર્ણ પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરે છે. સેકન્ડ કાંટાની ટોચ દ્વારા કાપેલું અંતર $d_s = 30 \times (2 \pi r_s) = 30 \times 2 \times 3.14 \times 0.75 = 141.3 \ m$ છે.
$30$ મિનિટમાં,મિનિટ કાંટો $0.5$ પરિભ્રમણ (અડધું વર્તુળ) પૂર્ણ કરે છે. મિનિટ કાંટાની ટોચ દ્વારા કાપેલું અંતર $d_m = 0.5 \times (2 \pi r_m) = \pi r_m = 3.14 \times 0.60 = 1.884 \ m$ છે.
અંતરનો તફાવત $x = d_s - d_m = 141.3 - 1.884 = 139.416 \ m$ છે.
એક દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડ ઓફ કરતા,$x \approx 139.4 \ m$ મળે છે.
82
DifficultMCQ
એક કણ $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળ પર અચળ સ્પર્શકીય પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે. જો ગતિ શરૂ થયા પછી બીજા પરિભ્રમણના અંતે કણનો વેગ $v$ હોય,તો સ્પર્શકીય પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$\frac{v^2}{8 \pi r}$
B
$\frac{v^2}{6 \pi r}$
C
$\frac{v^2}{4 \pi r}$
D
$\frac{v^2}{10 \pi r}$

Solution

(A) કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી ગતિ શરૂ કરે છે,તેથી પ્રારંભિક વેગ $u = 0$ છે.
એક પરિભ્રમણમાં કાપેલું અંતર વર્તુળના પરિઘ જેટલું હોય છે,જે $2 \pi r$ છે.
બે પરિભ્રમણમાં કાપેલું કુલ અંતર $s = 2 \times 2 \pi r = 4 \pi r$ થાય.
ગતિના સમીકરણ $v^2 - u^2 = 2as$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $a$ એ સ્પર્શકીય પ્રવેગ છે:
$v^2 - 0^2 = 2 \times a \times (4 \pi r)$
$v^2 = 8 \pi r a$
તેથી,સ્પર્શકીય પ્રવેગ $a = \frac{v^2}{8 \pi r}$ મળે છે.
83
EasyMCQ
સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરતો એક કણ $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળના પરિઘ પર $\alpha$ કોણીય પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે. તે $\theta$ જેટલું નાનું કોણીય સ્થાનાંતર પૂર્ણ કરે તે સમયગાળામાં સરેરાશ વેગનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$\frac{r^2}{2 \alpha \theta}$
B
$\frac{r}{2 \alpha \theta}$
C
$\frac{r \alpha \theta}{2}$
D
$\frac{r}{\sqrt{2}} \sqrt{\alpha \theta}$

Solution

(D) કોણીય સ્થાનાંતર માટેના પરિભ્રમણીય ગતિના સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા:
$\theta = \omega_0 t + \frac{1}{2} \alpha t^2$
કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થતો હોવાથી,$\omega_0 = 0$,તેથી:
$\theta = \frac{1}{2} \alpha t^2$
સમય $t$ માટે ઉકેલતા:
$t = \sqrt{\frac{2 \theta}{\alpha}} \quad ...(i)$
$\theta$ જેટલા કોણીય સ્થાનાંતર માટે કણ દ્વારા કાપેલું રેખીય અંતર (ચાપની લંબાઈ):
$s = r \theta \quad ...(ii)$
સરેરાશ વેગ એટલે કુલ સ્થાનાંતર ભાગ્યા કુલ સમય. નાના સ્થાનાંતર $\theta$ માટે,સ્થાનાંતરનું મૂલ્ય આશરે ચાપની લંબાઈ $s$ જેટલું થાય છે:
$V_{\text{average}} = \frac{s}{t} = \frac{r \theta}{\sqrt{\frac{2 \theta}{\alpha}}}$
$V_{\text{average}} = r \theta \cdot \sqrt{\frac{\alpha}{2 \theta}} = r \sqrt{\frac{\alpha \theta^2}{2 \theta}} = \frac{r}{\sqrt{2}} \sqrt{\alpha \theta}$
84
MediumMCQ
$m$ દળનો એક કણ $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળ પર અચળ સ્પર્શક પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે. જો ગતિની શરૂઆત પછી ત્રીજા પરિભ્રમણના અંતે કણની ગતિઊર્જા $E$ હોય,તો સ્પર્શક પ્રવેગનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$\frac{E}{2 \pi rm}$
B
$\frac{E}{6 \pi rm}$
C
$\frac{E}{8 \pi rm}$
D
$\frac{E}{4 \pi rm}$

Solution

(B) ગતિના ત્રીજા સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $v^2 = u^2 + 2as$.
ગતિ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થતી હોવાથી,$u = 0$,તેથી $v^2 = 2 a_t s$.
તેથી,$a_t = \frac{v^2}{2s}$.
ત્રીજા પરિભ્રમણના અંતે,કાપેલું કુલ અંતર $s = 3 \times (2 \pi r) = 6 \pi r$ થાય.
$s$ ની કિંમત પ્રવેગના સૂત્રમાં મૂકતા: $a_t = \frac{v^2}{2 \times 6 \pi r} = \frac{v^2}{12 \pi r}$.
આપેલ ગતિઊર્જા $E = \frac{1}{2} m v^2$ પરથી,$v^2 = \frac{2E}{m}$ મળે.
$v^2$ ની કિંમત $a_t$ ના સમીકરણમાં મૂકતા: $a_t = \frac{2E}{m \times 12 \pi r} = \frac{E}{6 \pi rm}$.
85
MediumMCQ
$\frac{\pi}{2} \ m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિ કરતા કણ દ્વારા $t$ સમયમાં $x$ પરિભ્રમણ પૂર્ણ થાય છે. તેનો સ્પર્શકીય વેગ કેટલો હશે?
A
$\frac{\pi x}{t}$
B
$\frac{\pi x^2}{t}$
C
$\frac{\pi^2 x^2}{t}$
D
$\frac{\pi^2 x}{t}$

Solution

(D) વર્તુળાકાર પથની ત્રિજ્યા $r = \frac{\pi}{2} \ m$ છે.
$x$ પરિભ્રમણમાં કણ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર $d = x \times (2\pi r)$ થાય.
$r$ ની કિંમત મૂકતા: $d = x \times (2\pi \times \frac{\pi}{2}) = x \times \pi^2 = \pi^2 x \ m$.
સ્પર્શકીય વેગ $v$ એ કાપેલું કુલ અંતર અને લીધેલા સમયનો ગુણોત્તર છે: $v = \frac{d}{t}$.
તેથી,$v = \frac{\pi^2 x}{t} \ m/s$.
86
EasyMCQ
$10 \text{ g}$ દળનો એક કણ $6.4 \text{ cm}$ ત્રિજ્યાના વર્તુળ પર અચળ સ્પર્શકીય પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે. જો ગતિની શરૂઆત પછી બીજા પરિભ્રમણના અંતે કણની ગતિઊર્જા $8 \times 10^{-4} \text{ J}$ થાય, તો સ્પર્શકીય પ્રવેગનું મૂલ્ય કેટલું હશે ($\text{ m/s}^2$ માં)?
A
$0.6$
B
$0.4$
C
$0.1$
D
$0.3$

Solution

(C) આપેલ છે: દળ $m = 10 \text{ g} = 10^{-2} \text{ kg}$, ત્રિજ્યા $r = 6.4 \text{ cm} = 6.4 \times 10^{-2} \text{ m}$, ગતિઊર્જા $K = 8 \times 10^{-4} \text{ J}$.
કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂઆત કરે છે, તેથી તેનો પ્રારંભિક વેગ $u = 0$ છે.
બે પરિભ્રમણમાં કાપેલું અંતર $s = 2 \times (2 \pi r) = 4 \pi r$ છે.
કાર્ય-ઊર્જા પ્રમેયનો ઉપયોગ કરતા, સ્પર્શકીય બળ $F_t$ દ્વારા થયેલું કાર્ય ગતિઊર્જામાં થતા ફેરફાર જેટલું હોય છે:
$W = F_t \cdot s = \Delta K$
$F_t = m a_t$ હોવાથી, આપણને મળે:
$m a_t \cdot (4 \pi r) = K - 0$
$a_t = \frac{K}{m \cdot 4 \pi r}$
કિંમતો મૂકતા:
$a_t = \frac{8 \times 10^{-4} \text{ J}}{10^{-2} \text{ kg} \times 4 \times 3.14 \times 6.4 \times 10^{-2} \text{ m}}$
$a_t = \frac{8 \times 10^{-4}}{25.6 \pi \times 10^{-4}} = \frac{8}{25.6 \times 3.14} \approx 0.1 \text{ m/s}^2$.
Solution diagram
87
EasyMCQ
એક કણ $\frac{\pi}{2} \ m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા $U.C.M.$ (નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિ) કરે છે અને $t$ સમયમાં $x$ પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરે છે. તેનો સ્પર્શકીય વેગ કેટલો હશે?
A
$\frac{\pi x}{t}$
B
$\frac{\pi^2 x}{t}$
C
$\frac{\pi^2 x^2}{t}$
D
$\frac{2 \pi x}{t}$

Solution

(B) કણ નિયમિત વર્તુળાકાર ગતિ $(U.C.M.)$ કરી રહ્યો છે.
$x$ પરિભ્રમણમાં કપાતો કુલ ખૂણો $\theta = 2 \pi x$ રેડિયન છે.
કોણીય વેગ $\omega = \frac{\theta}{t} = \frac{2 \pi x}{t}$ દ્વારા મળે છે.
સ્પર્શકીય વેગ $v$ અને કોણીય વેગ વચ્ચેનો સંબંધ $v = \omega R$ છે.
અહીં ત્રિજ્યા $R = \frac{\pi}{2} \ m$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા,$v = \left( \frac{2 \pi x}{t} \right) \times \left( \frac{\pi}{2} \right) = \frac{\pi^2 x}{t} \ m/s$.
88
EasyMCQ
વર્તુળાકાર ગતિ કરતા પદાર્થનું કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 5 \sin \frac{\pi t}{6}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. $t = 3 \ s$ સમયે પદાર્થનો કોણીય વેગ કેટલો હશે? $\left[\sin \frac{\pi}{2} = 1, \cos \frac{\pi}{2} = 0\right]$
A
$5 \ rad/s$
B
$1 \ rad/s$
C
$2.5 \ rad/s$
D
શૂન્ય

Solution

(D) કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = 5 \sin \frac{\pi t}{6}$ આપેલ છે.
કોણીય વેગ $\omega$ એ કોણીય સ્થાનાંતરના ફેરફારનો દર છે,જે $\omega = \frac{d\theta}{dt}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$\theta$ નું $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\omega = \frac{d}{dt} \left( 5 \sin \frac{\pi t}{6} \right) = 5 \cdot \cos \left( \frac{\pi t}{6} \right) \cdot \frac{\pi}{6} = \frac{5\pi}{6} \cos \left( \frac{\pi t}{6} \right)$.
$t = 3 \ s$ સમયે:
$\omega = \frac{5\pi}{6} \cos \left( \frac{\pi \times 3}{6} \right) = \frac{5\pi}{6} \cos \left( \frac{\pi}{2} \right)$.
કારણ કે $\cos \frac{\pi}{2} = 0$,તેથી $\omega = \frac{5\pi}{6} \times 0 = 0 \ rad/s$.
89
DifficultMCQ
$\frac{\pi}{2} \ m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળાકાર પથ પર ગતિ કરતો કણ $t$ સમયમાં $x$ પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરે છે. તેનો સ્પર્શક વેગ કેટલો હશે?
A
$\frac{\pi t}{x^{2}}$
B
$\frac{\pi x^{2}}{t}$
C
$\frac{\pi x}{t^{2}}$
D
$\frac{\pi^{2} x}{t}$

Solution

(D) પરિભ્રમણની આવૃત્તિ $f = \frac{x}{t}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કોણીય વેગ $\omega$ અને આવૃત્તિ વચ્ચેનો સંબંધ $\omega = 2 \pi f = \frac{2 \pi x}{t}$ છે.
સ્પર્શક વેગ $V$ અને કોણીય વેગ વચ્ચેનો સંબંધ $V = \omega r$ છે.
અહીં ત્રિજ્યા $r = \frac{\pi}{2} \ m$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા: $V = \left( \frac{2 \pi x}{t} \right) \cdot \left( \frac{\pi}{2} \right) = \frac{\pi^{2} x}{t}$.
90
EasyMCQ
એક કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરીને $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળના પરિઘ પર અચળ કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ સાથે ગતિ કરે છે. જ્યારે તે $\theta$ જેટલું નાનું કોણીય સ્થાનાંતર પૂર્ણ કરે,ત્યારે સરેરાશ વેગનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$r \sqrt{\frac{\alpha \theta}{2}}$
B
$r \left(\frac{\alpha \theta}{2}\right)$
C
$r \left(\frac{\alpha \theta}{2}\right)^{2}$
D
$r \left(\frac{\alpha \theta}{2}\right)^{\frac{1}{2}}$

Solution

(A) કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ થાય છે,તેથી પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_0 = 0$ છે.
ભ્રમણકક્ષાની ગતિના સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા: $\theta = \omega_0 t + \frac{1}{2} \alpha t^2$.
$\omega_0 = 0$ હોવાથી,$\theta = \frac{1}{2} \alpha t^2$,જેમાંથી $t = \sqrt{\frac{2 \theta}{\alpha}}$ મળે છે.
$\theta$ કોણીય સ્થાનાંતર માટે કણનું રેખીય સ્થાનાંતર એ જીવાની લંબાઈ $d = 2r \sin(\theta/2)$ છે. નાના $\theta$ માટે,$\sin(\theta/2) \approx \theta/2$,તેથી $d \approx r \theta$.
સરેરાશ વેગ $v_{avg} = \frac{\text{સ્થાનાંતર}}{\text{સમય}} = \frac{r \theta}{t}$.
$t$ ની કિંમત મૂકતા: $v_{avg} = \frac{r \theta}{\sqrt{2 \theta / \alpha}} = r \theta \sqrt{\frac{\alpha}{2 \theta}} = r \sqrt{\frac{\alpha \theta}{2}}$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $r \sqrt{\frac{\alpha \theta}{2}}$ છે,જે વિકલ્પ $A$ ને અનુરૂપ છે.
91
EasyMCQ
$m$ દળનો એક કણ $r$ ત્રિજ્યાના વર્તુળ પર અચળ સ્પર્શકીય પ્રવેગ સાથે ગતિ કરે છે. જો ગતિની શરૂઆત પછી ત્રીજા પરિભ્રમણના અંતે કણની ગતિઊર્જા $E$ ત્રણ ગણી થઈ જાય,તો સ્પર્શકીય પ્રવેગનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$\frac{E}{12 \pi rm}$
B
$\frac{E}{3 \pi rm}$
C
$\frac{E}{6 \pi rm}$
D
$\frac{E}{24 \pi rm}$

Solution

(B) ધારો કે પ્રારંભિક ગતિઊર્જા $E_1 = E$ અને અંતિમ ગતિઊર્જા $E_2 = 3E$ છે.
$E = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}mr^2\omega^2$ હોવાથી,$E \propto \omega^2$ મળે.
તેથી,$\frac{E_2}{E_1} = \frac{\omega_2^2}{\omega_1^2} = 3$,જેનો અર્થ છે કે $\omega_2^2 = 3\omega_1^2$.
ધારો કે પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_0$ છે,તો $\omega_f^2 = 3\omega_0^2$.
કોણીય ગતિના સમીકરણ $\omega_f^2 = \omega_0^2 + 2\alpha\theta$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $\theta = 3 \times 2\pi = 6\pi$ રેડિયન છે.
$3\omega_0^2 = \omega_0^2 + 2\alpha(6\pi) \implies 2\omega_0^2 = 12\alpha\pi \implies \alpha = \frac{\omega_0^2}{6\pi}$.
$E = \frac{1}{2}mr^2\omega_0^2$ આપેલ હોવાથી,$\omega_0^2 = \frac{2E}{mr^2}$ મળે.
$\alpha$ ના સમીકરણમાં $\omega_0^2$ ની કિંમત મૂકતા: $\alpha = \frac{2E}{mr^2} \cdot \frac{1}{6\pi} = \frac{E}{3\pi mr^2}$.
સ્પર્શકીય પ્રવેગ $a_t = r\alpha = r \cdot \frac{E}{3\pi mr^2} = \frac{E}{3\pi mr}$ થાય.
92
EasyMCQ
એક પૈડાની ઝડપ $1200$ પરિભ્રમણ પ્રતિ મિનિટ છે અને તેને $4 \ rad/s^{2}$ ના દરે ધીમું કરવામાં આવે છે. સ્થિર થાય તે પહેલાં તે કેટલા પરિભ્રમણ પૂર્ણ કરશે?
A
$143$
B
$272$
C
$314$
D
$722$

Solution

(C) પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_{0} = 1200 \text{ rpm} = \frac{1200 \times 2\pi}{60} \text{ rad/s} = 40\pi \text{ rad/s}$.
અંતિમ કોણીય વેગ $\omega = 0 \text{ rad/s}$.
કોણીય પ્રતિપ્રવેગ $\alpha = 4 \text{ rad/s}^{2}$.
ગતિના સમીકરણ $\omega^{2} = \omega_{0}^{2} - 2\alpha\theta$ નો ઉપયોગ કરતા:
$0 = (40\pi)^{2} - 2(4)\theta$
$8\theta = 1600\pi^{2}$
$\theta = 200\pi^{2} \text{ rad}$.
કુલ કોણ $\theta = 2\pi n$ હોવાથી,જ્યાં $n$ એ પરિભ્રમણની સંખ્યા છે:
$2\pi n = 200\pi^{2}$
$n = 100\pi = 100 \times 3.14159 \approx 314 \text{ પરિભ્રમણ}$.
93
EasyMCQ
ઘડિયાળના મિનિટ કાંટા અને કલાક કાંટાની કોણીય ઝડપનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
A
$1: 12$
B
$6: 1$
C
$12: 1$
D
$1: 6$

Solution

(C) કોણીય ઝડપ $\omega$ ને $\omega = \frac{2\pi}{T}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જ્યાં $T$ એ આવર્તકાળ છે.
મિનિટ કાંટા માટે,આવર્તકાળ $T_{\min} = 60 \text{ મિનિટ}$. તેથી,$\omega_{\min} = \frac{2\pi}{60} \text{ rad/min}$.
કલાક કાંટા માટે,આવર્તકાળ $T_{hr} = 12 \text{ કલાક} = 12 \times 60 \text{ મિનિટ}$. તેથી,$\omega_{hr} = \frac{2\pi}{12 \times 60} \text{ rad/min}$.
કોણીય ઝડપનો ગુણોત્તર $\frac{\omega_{\min}}{\omega_{hr}} = \frac{2\pi / 60}{2\pi / (12 \times 60)} = \frac{12 \times 60}{60} = 12$ થાય.
તેથી,ગુણોત્તર $12: 1$ છે.
94
MediumMCQ
એક પૈડું શરૂઆતમાં સ્થિર છે,તે તેની ધરી પર અચળ કોણીય પ્રવેગ સાથે ફરવાનું શરૂ કરે છે. જો તે પ્રથમ $2 \ s$ માં $\theta_1$ ખૂણા જેટલું ફરે અને પછીના $2 \ s$ માં વધારાના $\theta_2$ ખૂણા જેટલું ફરે,તો ગુણોત્તર $\theta_1 : \theta_2$ કેટલો થાય?
A
$1: 6$
B
$6: 1$
C
$3: 1$
D
$1: 3$

Solution

(D) સ્થિર સ્થિતિમાંથી અચળ કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ સાથે ગતિ કરતા પદાર્થ માટે કોણીય સ્થાનાંતર $\theta = \frac{1}{2} \alpha t^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ $2 \ s$ માટે $(t_1 = 2 \ s)$: $\theta_1 = \frac{1}{2} \alpha (2)^2 = 2\alpha$.
કુલ $4 \ s$ સમય માટે $(t_2 = 2 + 2 = 4 \ s)$: $\theta_{total} = \frac{1}{2} \alpha (4)^2 = 8\alpha$.
પછીના $2 \ s$ માં ફરેલ ખૂણો $\theta_2 = \theta_{total} - \theta_1 = 8\alpha - 2\alpha = 6\alpha$ છે.
તેથી,ગુણોત્તર $\theta_1 : \theta_2 = 2\alpha : 6\alpha = 1 : 3$ થાય.
95
DifficultMCQ
$P^{\text{th}}$ સેકન્ડમાં,એક કણ $\beta \text{ rad}$ જેટલું કોણીય સ્થાનાંતર કરે છે. જો તે સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂઆત કરે,તો કોણીય પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$\frac{\beta}{P}$
B
$\frac{\beta}{(P-1)}$
C
$\frac{2 \beta}{(2 P-1)}$
D
$\frac{(2 \beta+1)}{(2 P-1)}$

Solution

(C) ભ્રમણ ગતિ માટે $n^{\text{th}}$ સેકન્ડમાં કપાતું કોણીય સ્થાનાંતર $\theta_n$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\theta_n = \omega_0 + \frac{\alpha}{2}(2n - 1)$.
આપેલ છે કે કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂઆત કરે છે,તેથી પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_0 = 0$ છે.
$P^{\text{th}}$ સેકન્ડમાં કોણીય સ્થાનાંતર $\beta$ આપેલ છે.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા: $\beta = 0 + \frac{\alpha}{2}(2P - 1)$.
કોણીય પ્રવેગ $\alpha$ શોધવા માટે સમીકરણને ગોઠવતા: $\alpha = \frac{2 \beta}{(2P - 1)}$.
96
MediumMCQ
ઘડિયાળના કલાકના કાંટા અને સેકન્ડના કાંટાની સાપેક્ષ કોણીય ઝડપ ($rad/s$ માં) કેટલી છે?
A
$\frac{311 \pi}{578}$
B
$\frac{421 \pi}{11600}$
C
$\frac{719 \pi}{21600}$
D
$\frac{919 \pi}{15600}$

Solution

(C) સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
ખ્યાલ: કોણીય ઝડપ $\omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સાપેક્ષ કોણીય ઝડપ $\omega_{rel} = \omega_{s} - \omega_{h}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સેકન્ડના કાંટાની કોણીય ઝડપ $\omega_{s} = \frac{2 \pi}{60} = \frac{\pi}{30} \ rad/s$ છે.
કલાકના કાંટાની કોણીય ઝડપ $\omega_{h} = \frac{2 \pi}{12 \times 3600} = \frac{2 \pi}{43200} = \frac{\pi}{21600} \ rad/s$ છે.
તેથી,સાપેક્ષ કોણીય ઝડપ $\omega_{rel} = \omega_{s} - \omega_{h} = \frac{\pi}{30} - \frac{\pi}{21600}$ છે.
છેદ સમાન કરતા: $\omega_{rel} = \frac{720 \pi - \pi}{21600} = \frac{719 \pi}{21600} \ rad/s$.
97
MediumMCQ
ઘડિયાળના કલાક કાંટા અને મિનિટ કાંટાની સાપેક્ષ કોણીય ઝડપ ($rad/s$ માં) કેટલી છે?
A
$\frac{9 \pi}{1860}$
B
$\frac{11 \pi}{21600}$
C
$\frac{4 \pi}{243}$
D
$\frac{7 \pi}{1480}$

Solution

(B) કલાક કાંટાની કોણીય ઝડપ $(\omega_h)$ એ એક પૂર્ણ પરિભ્રમણ ($2 \pi$ રેડિયન) માટે લાગતા સમય $(12 \text{ કલાક} = 12 \times 3600 \text{ સેકન્ડ})$ વડે મળે છે: $\omega_h = \frac{2 \pi}{12 \times 3600} \text{ rad/s}$.
મિનિટ કાંટાની કોણીય ઝડપ $(\omega_m)$ એ એક પૂર્ણ પરિભ્રમણ ($2 \pi$ રેડિયન) માટે લાગતા સમય $(1 \text{ કલાક} = 3600 \text{ સેકન્ડ})$ વડે મળે છે: $\omega_m = \frac{2 \pi}{3600} \text{ rad/s}$.
સાપેક્ષ કોણીય ઝડપ એ બંને કાંટાની કોણીય ઝડપનો તફાવત છે: $\Delta \omega = \omega_m - \omega_h$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta \omega = \frac{2 \pi}{3600} - \frac{2 \pi}{12 \times 3600} = \frac{2 \pi}{3600} \left(1 - \frac{1}{12}\right) = \frac{2 \pi}{3600} \left(\frac{11}{12}\right) = \frac{22 \pi}{43200} = \frac{11 \pi}{21600} \text{ rad/s}$.
98
MediumMCQ
સ્થિર સ્થિતિમાં રહેલો એક કણ $4 \ rad/s^2$ ના અચળ કોણીય પ્રવેગ સાથે વર્તુળાકાર માર્ગ પર ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે. કેટલા સમય પછી તેના કેન્દ્રગામી પ્રવેગ અને સ્પર્શકીય પ્રવેગનું મૂલ્ય સમાન થશે?
A
$1/4 \ s$
B
$2/3 \ s$
C
$1/2 \ s$
D
$1/3 \ s$

Solution

(C) આપેલ છે: કોણીય પ્રવેગ $\alpha = 4 \ rad/s^2$,પ્રારંભિક કોણીય વેગ $\omega_0 = 0$.
કેન્દ્રગામી પ્રવેગ $a_c = r\omega^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સ્પર્શકીય પ્રવેગ $a_t = r\alpha$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપણને આપેલ છે કે $a_c = a_t$,તેથી $r\omega^2 = r\alpha$.
આ સમીકરણ $\omega^2 = \alpha$ માં પરિણમે છે,જેનો અર્થ છે કે $\omega = \sqrt{\alpha} = \sqrt{4} = 2 \ rad/s$.
ચાકગતિ માટેના ગતિના સમીકરણનો ઉપયોગ કરતા,$\omega = \omega_0 + \alpha t$.
જ્ઞાત કિંમતો મૂકતા: $2 = 0 + 4t$.
$t$ માટે ઉકેલતા: $t = 2/4 = 1/2 \ s$.

3-2.Motion in Plane — Kinematics Circular Motion (Uniform Angular Accelaration) · Frequently Asked Questions

1Are these 3-2.Motion in Plane questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

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 papers from this chapter 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
For Teachers & Institutes

Generate a 3-2.Motion in Plane Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.