એક ટ્રેન $30 \; m$ ત્રિજ્યાના અબેન્ક્ડ (unbanked) વર્તુળાકાર ટ્રેક પર $54 \; km/h$ ની ઝડપે દોડે છે. ટ્રેનનું દળ $10^{6} \; kg$ છે. આ હેતુ માટે જરૂરી કેન્દ્રગામી બળ કોણ પૂરું પાડે છે - એન્જિન કે પાટા? પાટાને ઘસારો થતો અટકાવવા માટે જરૂરી બેન્કિંગનો ખૂણો કેટલો છે?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) વર્તુળાકાર ટ્રેકની ત્રિજ્યા,$r = 30 \; m$.
ટ્રેનની ઝડપ,$v = 54 \; km/h = 54 \times \frac{5}{18} \; m/s = 15 \; m/s$.
ટ્રેનનું દળ,$m = 10^{6} \; kg$.
કેન્દ્રગામી બળ ટ્રેનના પૈડાં પર પાટા દ્વારા લગાડવામાં આવતા પાર્શ્વ ધક્કા (lateral thrust) દ્વારા પૂરું પાડવામાં આવે છે. ન્યૂટનના ગતિના ત્રીજા નિયમ મુજબ,પૈડાં પાટા પર સમાન અને વિરુદ્ધ બળ લગાડે છે,જે ઘસારાનું કારણ બને છે.
ઘસારો અટકાવવા માટે જરૂરી બેન્કિંગનો ખૂણો $\theta$ નીચેના સંબંધ દ્વારા મળે છે:
$\tan \theta = \frac{v^{2}}{rg}$
કિંમતો મૂકતા:
$\tan \theta = \frac{(15)^{2}}{30 \times 9.8} = \frac{225}{294} \approx 0.765$
$\theta = \tan^{-1}(0.765) \approx 37.4^{\circ}$.
(નોંધ: જો $g = 10 \; m/s^{2}$ લેવામાં આવે,તો $\tan \theta = \frac{225}{300} = 0.75$,તેથી $\theta = \tan^{-1}(0.75) \approx 36.87^{\circ}$).

Explore More

Similar Questions

એક બ્લોક $(P)$ રોટરની ઉભી દીવાલના સંપર્કમાં રહીને ફરે છે,જે આકૃતિ $A$,$B$ અને $C$ માં દર્શાવેલ છે. કોણીય વેગ $\omega_A, \omega_B$ અને $\omega_C$ વચ્ચેનો સંબંધ શોધો જેથી બ્લોક નીચે સરકે નહીં. ($R_A < R_B < R_C$ એ ત્રિજ્યાઓ છે).

જો ટાયર અને રોડ વચ્ચેનો ઘર્ષણાંક $\mu$ હોય,તો મહત્તમ સલામત ઝડપ $10\;m/s$ છે. જો ઘર્ષણાંક $\mu' = \frac{\mu}{2}$ થાય,તો નવી મહત્તમ સલામત ઝડપ કેટલી થશે?

એક કાર $50\,m$ ત્રિજ્યાવાળા સમક્ષિતિજ વળાંકવાળા રસ્તા પર ગતિ કરી રહી છે. જો ટાયર અને રસ્તા વચ્ચેનો ઘર્ષણાંક $0.34$ હોય,તો કારની આશરે મહત્તમ ઝડપ $............\,ms^{-1}$ હશે. [$g = 10\,ms^{-2}$ લો]

$800 \, kg$ દળ ધરાવતું વાહન $30^{\circ}$ ઢળતા રસ્તા પર લપસ્યા વગર મહત્તમ શક્ય ઝડપે વળાંક લે છે,ત્યારે તેના પર લાગતું લંબબળ $N$ એ $... \times 10^{3} \, kg \cdot m/s^{2}$ છે. [આપેલ છે: $\cos 30^{\circ} = 0.87, \mu_{s} = 0.2$]

$m$ દળ ધરાવતો એક મોટરસાયકલ સવાર $r$ ત્રિજ્યાના વળાંક પર $v$ ઝડપથી ગતિ કરે છે. સુરક્ષિત રીતે વળાંક પસાર કરવા માટે જરૂરી ઘર્ષણાંકનું લઘુત્તમ મૂલ્ય કેટલું હશે?

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