$(a)$ એક બાળક તેના બંને હાથ ફેલાવીને ટર્નટેબલના કેન્દ્ર પર ઊભો છે. ટર્નટેબલ $40\; rev/min$ ની કોણીય ઝડપ સાથે ફરે છે. જો બાળક તેના હાથ પાછા વાળી લે અને તેનાથી તેની જડત્વની આઘૂર્ણ (moment of inertia) પ્રારંભિક મૂલ્યના $2/5$ ગણી થઈ જાય,તો બાળકની કોણીય ઝડપ કેટલી હશે? ધારો કે ટર્નટેબલ ઘર્ષણ વિના ફરે છે.
$(b)$ દર્શાવો કે બાળકની નવી ચાકગતિ ઉર્જા પ્રારંભિક ચાકગતિ ઉર્જા કરતા વધારે છે. તમે ચાકગતિ ઉર્જામાં થયેલા આ વધારાને કેવી રીતે સમજાવશો?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) પ્રારંભિક કોણીય વેગ,$\omega_{1} = 40\; rev/min$.
અંતિમ કોણીય વેગ $= \omega_{2}$.
હાથ ફેલાવેલા હોય ત્યારે બાળકની જડત્વની આઘૂર્ણ $= I_{1}$.
હાથ વાળેલા હોય ત્યારે બાળકની જડત્વની આઘૂર્ણ $= I_{2}$.
બંને જડત્વની આઘૂર્ણ વચ્ચેનો સંબંધ: $I_{2} = \frac{2}{5} I_{1}$.
તંત્ર પર કોઈ બાહ્ય ટોર્ક લાગતું ન હોવાથી,કોણીય વેગમાન $L$ અચળ રહે છે.
તેથી,$I_{2} \omega_{2} = I_{1} \omega_{1}$.
$\omega_{2} = \frac{I_{1}}{I_{2}} \omega_{1} = \frac{I_{1}}{\frac{2}{5} I_{1}} \times 40 = \frac{5}{2} \times 40 = 100\; rev/min$.
$(b)$ અંતિમ ચાકગતિ ઉર્જા $E_{F} = \frac{1}{2} I_{2} \omega_{2}^{2}$.
પ્રારંભિક ચાકગતિ ઉર્જા $E_{I} = \frac{1}{2} I_{1} \omega_{1}^{2}$.
$\frac{E_{F}}{E_{I}} = \frac{\frac{1}{2} I_{2} \omega_{2}^{2}}{\frac{1}{2} I_{1} \omega_{1}^{2}} = \frac{2}{5} \times \left(\frac{100}{40}\right)^{2} = \frac{2}{5} \times \left(\frac{5}{2}\right)^{2} = \frac{2}{5} \times \frac{25}{4} = 2.5$.
તેથી,$E_{F} = 2.5 E_{I}$.
ચાકગતિ ઉર્જામાં થયેલો વધારો બાળકે તેના હાથ વાળવા માટે કરેલા કાર્યને કારણે છે,જે તેની આંતરિક સ્નાયુબદ્ધ ઉર્જા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.

Explore More

Similar Questions

જો કોઈ કણ પર લાગતું ટોર્ક (બળની ચાકમાત્રા) શૂન્ય હોય,તો તેનો કોણીય વેગમાન કેવું રહેશે?

સમાન તારમાંથી બનાવેલ એક સમબાજુ ત્રિકોણ $ABC$ ના શિરોબિંદુ $A$ પાસે બે સમાન ગોળીઓ રાખેલ છે. ત્રિકોણને $AO$ અક્ષને અનુલક્ષીને ભ્રમણ કરાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ આ ગોળીઓને સ્થિર સ્થિતિમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે છે અને તે અનુક્રમે $AB$ અને $AC$ ની દિશામાં ગતિ કરે છે (જુઓ આકૃતિ). ઘર્ષણબળને અવગણતાં,ગોળીઓની અધોદિશામાંની ગતિ દરમિયાન કઈ રાશિઓનું સંરક્ષણ થશે?

જો પૃથ્વીની ત્રિજ્યા ઘટીને અડધી થઈ જાય, તો દિવસનો સમયગાળો કેટલા કલાક ઘટી જશે?

$M$ દ્રવ્યમાન અને $R$ ત્રિજ્યાવાળી એક પાતળી રિંગ,તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી અને તેના સમતલને લંબ એવી અક્ષને અનુલક્ષીને $\omega$ જેટલા કોણીય વેગથી ચાકગતિ કરે છે. જો $m$ દળ ધરાવતા $4$ બિંદુવત કણોને બે પરસ્પર લંબ વ્યાસના સામસામેના છેડાઓ પર હળવેથી મૂકવામાં આવે,તો તંત્રનો નવો કોણીય વેગ કેટલો થશે?

Difficult
View Solution

એક છોકરો દોડીને ફરતા પ્લેટફોર્મ પર બેસી જાય છે. નીચેનામાંથી કઈ રાશિનું સંરક્ષણ થશે?

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