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 પદાર્થ ઢળતા સમતલ પર ગબડી રહ્યો છે. તેની રેખીય અને ચાકગતિ ઉર્જા સમાન છે. તો તે પદાર્થ કયો છે?

$60^{\circ}$ ના ઢાળવાળા સમતલ પર એક નળાકાર નીચે તરફ ગબડી રહ્યો છે. ગબડતી વખતે તેનો પ્રવેગ $\frac{x}{\sqrt{3}} \ m/s^2$ હશે,જ્યાં $x=$ . . . . . . . ($g=10 \ m/s^2$ લો)

એક ગોળો $\theta$ નમનકોણ ધરાવતા ઢળતા સમતલ પર ગબડે છે. જ્યારે ગોળો તળિયે પહોંચે ત્યારે તેનો પ્રવેગ કેટલો હશે?

Difficult
View Solution

એક નત સમતલ પર સમાન ઊંચાઈથી સમાન ત્રિજ્યાનો એક ગોળો,એક તકતી,એક વલય અને એક પોલો ગોળો એકસાથે ગબડાવવામાં આવે છે. નીચે જમીન પર આ વસ્તુઓ પહોંચવાનો ક્રમ કયો હશે?

Difficult
View Solution

$R$ ત્રિજ્યા અને $M$ દળ ધરાવતો એક નક્કર નળાકાર $h$ ઊંચાઈના ઢળતા સમતલ પરથી ગબડે છે. જ્યારે તે સમતલના તળિયે પહોંચે છે,ત્યારે તેની ચાકગતિ ઉર્જા કેટલી હશે? ($g =$ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ)

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