બે ડિસ્ક જેમના જડત્વની ચાકમાત્રા (moment of inertia) તેમના સંબંધિત અક્ષો (ડિસ્કને લંબ અને કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી) પર $I_{1}$ અને $I_{2}$ છે,અને જે $\omega_{1}$ અને $\omega_{2}$ કોણીય ઝડપથી ફરે છે,તેમને એકબીજાના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે જેથી તેમની ભ્રમણ અક્ષો એકરૂપ થાય. $(a)$ બે-ડિસ્ક સિસ્ટમની કોણીય ઝડપ કેટલી હશે? $(b)$ દર્શાવો કે સંયુક્ત સિસ્ટમની ગતિઊર્જા બે ડિસ્કની પ્રારંભિક ગતિઊર્જાના સરવાળા કરતા ઓછી છે. તમે આ ઊર્જાના વ્યયને કેવી રીતે સમજાવશો? $\omega_{1} \neq \omega_{2}$ લો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ભાગ $(a)$: કોણીય વેગમાન સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,સિસ્ટમ પર કોઈ બાહ્ય ટોર્ક લાગતું ન હોવાથી સિસ્ટમનું કુલ કોણીય વેગમાન અચળ રહે છે.
પ્રારંભિક કોણીય વેગમાન $L_{i} = I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2}$.
જ્યારે ડિસ્કને જોડવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ સામાન્ય કોણીય ઝડપ $\omega$ સાથે ફરે છે. સિસ્ટમની કુલ જડત્વની ચાકમાત્રા $I = I_{1} + I_{2}$ થાય છે.
અંતિમ કોણીય વેગમાન $L_{f} = (I_{1} + I_{2})\omega$.
$L_{i} = L_{f}$ ને સરખાવતા,આપણને મળે છે: $I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2} = (I_{1} + I_{2})\omega$.
તેથી,સિસ્ટમની કોણીય ઝડપ $\omega = \frac{I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2}}{I_{1} + I_{2}}$ છે.
ભાગ $(b)$: પ્રારંભિક ગતિઊર્જા $E_{i} = \frac{1}{2}I_{1}\omega_{1}^{2} + \frac{1}{2}I_{2}\omega_{2}^{2}$.
અંતિમ ગતિઊર્જા $E_{f} = \frac{1}{2}(I_{1} + I_{2})\omega^{2} = \frac{1}{2}(I_{1} + I_{2})\left(\frac{I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2}}{I_{1} + I_{2}}\right)^{2} = \frac{(I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2})^{2}}{2(I_{1} + I_{2})}$.
ગતિઊર્જામાં ઘટાડો $\Delta E = E_{i} - E_{f} = \frac{1}{2}I_{1}\omega_{1}^{2} + \frac{1}{2}I_{2}\omega_{2}^{2} - \frac{(I_{1}\omega_{1} + I_{2}\omega_{2})^{2}}{2(I_{1} + I_{2})}$.
આ પદનું સાદું રૂપ આપતા,આપણને $\Delta E = \frac{I_{1}I_{2}(\omega_{1} - \omega_{2})^{2}}{2(I_{1} + I_{2})}$ મળે છે.
કારણ કે $I_{1}, I_{2} > 0$ અને $(\omega_{1} - \omega_{2})^{2} > 0$ (કારણ કે $\omega_{1} \neq \omega_{2}$),$\Delta E > 0$,જે સૂચવે છે કે $E_{i} > E_{f}$.
ગતિઊર્જામાં આ ઘટાડો ડિસ્કની સપાટીઓ વચ્ચે લાગતા ઘર્ષણ બળ સામે થયેલા કાર્યને કારણે છે,જ્યાં સુધી તેઓ સમાન કોણીય વેગ પ્રાપ્ત ન કરે.

Explore More

Similar Questions

$3 \ kg \cdot m^2$ ની જડત્વની ચાકમાત્રા ધરાવતું અને $2 \ rad/s$ ની કોણીય ઝડપથી ભ્રમણ કરતું એક પદાર્થ,$12 \ kg$ દળ ધરાવતા પદાર્થ જેટલી જ ગતિઊર્જા ધરાવે છે જે ......... $m/s$ ની ઝડપથી ગતિ કરે છે.

$R$ ત્રિજ્યાનો એક સમાન ગોળો ખરબચડી આડી સપાટી પર મૂકવામાં આવે છે અને તેને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $v_0$ રેખીય વેગ અને $\omega_0$ કોણીય વેગ આપવામાં આવે છે. ગોળો જમણી તરફ થોડું અંતર કાપ્યા પછી સ્થિર થઈ જાય છે. તો નીચેનામાંથી શું સાચું છે?

Difficult
View Solution

બે પદાર્થોની તેમની ભ્રમણ અક્ષ પર જડત્વની ચાકમાત્રા અનુક્રમે $I_1 = I$ અને $I_2 = 2I$ છે. જો તેમની ચાકગતિ ઊર્જા સમાન હોય,તો તેમના કોણીય વેગમાનનો ગુણોત્તર શું થશે?

Difficult
View Solution

$m$ દળનો એક આઈસ સ્કેટર $2v$ ઝડપથી જમણી તરફ ગતિ કરે છે,જ્યારે સમાન દળ $m$ નો બીજો સ્કેટર $v$ ઝડપથી ડાબી તરફ ગતિ કરે છે,જે આકૃતિ $I$ માં દર્શાવેલ છે. તેમના માર્ગો $b$ અંતરથી અલગ પડે છે. $t = 0$ સમયે,જ્યારે તેઓ બંને $x = 0$ પર હોય છે,ત્યારે તેઓ $b$ લંબાઈ અને અવગણ્ય દળ ધરાવતા સળિયાને પકડે છે. $t > 0$ માટે,આ તંત્રને $b$ અંતરથી અલગ પડેલા બે $m$ દળના દ્રઢ પદાર્થ તરીકે ગણો,જે આકૃતિ $II$ માં દર્શાવેલ છે. શરૂઆતમાં $y = b/2$ પર રહેલા સ્કેટરની $t = 0$ પછીની ગતિ માટે નીચેનામાંથી કયું સૂત્ર સાચું છે?

$5m$ દળ ધરાવતો એક નક્કર ગોળો $(A)$ અને $m$ દળ ધરાવતી એક ગોલીય કવચ $(B)$, જે બંનેની ત્રિજ્યા $R$ સમાન છે, તેને ખરબચડી સપાટી પર મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે $A$ અને $B$ ના સૌથી ઉચ્ચ બિંદુએ સમાન મૂલ્યનું બળ $F$ સ્પર્શકની દિશામાં લગાડવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ અનુક્રમે $a_A$ અને $a_B$ પ્રવેગ સાથે સરક્યા વિના ગબડવા લાગે છે. $a_A$ અને $a_B$ નો ગુણોત્તર . . . . . . છે.

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