એક નક્કર ગોળો સમાન ઊંચાઈ પરંતુ અલગ-અલગ ઢાળના ખૂણા ધરાવતા બે અલગ-અલગ ઢળતા સમતલો પર નીચે ગબડે છે.
$(a)$ શું તે દરેક કિસ્સામાં સમાન ઝડપે તળિયે પહોંચશે?
$(b)$ શું તેને એક સમતલ પર નીચે ગબડતા બીજા કરતા વધુ સમય લાગશે?
$(c)$ જો તેમ હોય,તો કયા સમતલ પર અને શા માટે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) હા. $(b)$ હા. $(c)$ નાના ઢાળ પર.
$(a)$ ધારો કે ગોળાનું દળ $m$,સમતલની ઊંચાઈ $h$ અને તળિયે વેગ $v$ છે. ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,ટોચ પરની સ્થિતિ ઉર્જા એ તળિયે કુલ ગતિ ઉર્જા (સ્થાનાંતરિત + ભ્રમણીય) જેટલી હોય છે:
$mgh = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}I\omega^2$
નક્કર ગોળા માટે,$I = \frac{2}{5}mr^2$ અને $\omega = v/r$. આ કિંમતો મૂકતા:
$mgh = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}(\frac{2}{5}mr^2)(v/r)^2 = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{5}mv^2 = \frac{7}{10}mv^2$
$v = \sqrt{\frac{10}{7}gh}$. કારણ કે $v$ માત્ર $h$ અને $g$ પર આધાર રાખે છે,તેથી બંને સમતલો માટે તળિયે ઝડપ સમાન રહેશે.
$(b)$ અને $(c)$ $\theta$ ખૂણાવાળા ઢાળ પર ગબડતા ગોળાનો પ્રવેગ $a = \frac{g \sin \theta}{1 + I/mr^2} = \frac{g \sin \theta}{1 + 2/5} = \frac{5}{7}g \sin \theta$ છે. કારણ કે $a \propto \sin \theta$,નાના ખૂણા $\theta$ વાળા સમતલ પર પ્રવેગ ઓછો હોય છે. $u=0$ સાથે ગતિના પ્રથમ સમીકરણ $v = u + at$ નો ઉપયોગ કરતા,$t = v/a$ મળે. કારણ કે $v$ અચળ છે અને નાના ખૂણા માટે $a$ ઓછો છે,તેથી નાના ઢાળવાળા સમતલ પર તળિયે પહોંચવા માટે લાગતો સમય $t$ વધુ હશે.

Explore More

Similar Questions

એક નળાકાર સમાન ઊંચાઈના પરંતુ અલગ-અલગ ઢાળ ધરાવતા બે અલગ-અલગ ઢળતા સમતલો પરથી ગબડે છે.

સ્થિર સ્થિતિમાંથી $h$ ઊંચાઈ ધરાવતા ઢળતા સમતલ પરથી ગબડતા એક સમાન ગોલીય કવચની રેખીય ઝડપ કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

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?

$0.25\,m$ ત્રિજ્યા અને $2\,kg$ દળ ધરાવતી એક પાતળી ધાતુની તકતી સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરીને ઢળતા સમતલ પર ગબડે છે. જો ઢળતા સમતલના તળિયે તેની ચાકગતિ ઉર્જા $4\,J$ હોય,તો તે જ બિંદુએ તેનો રેખીય વેગ ($m/s$ માં) કેટલો હશે?

બે સમાન એકસમાન ડિસ્ક બે અલગ-અલગ સપાટીઓ $AB$ અને $CD$ પર (આકૃતિ જુઓ) સરક્યા વિના ગબડે છે,જે અનુક્રમે $A$ અને $C$ થી $v_1$ અને $v_2$ ની રેખીય ઝડપ સાથે શરૂ થાય છે અને હંમેશા સપાટીના સંપર્કમાં રહે છે. જો તેઓ $B$ અને $D$ પર સમાન રેખીય ઝડપ સાથે પહોંચે અને $v_1 = 3 \ m/s$ હોય,તો $m/s$ માં $v_2$ કેટલું હશે? $(g = 10 \ m/s^2)$

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