આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર $R$ ત્રિજયા અને $9$ $M$ દળ ધરાવતી સમાન વર્તુળાકાર તકતીમાંથી નાની $\frac{R}{3}$ ત્રિજયાની સમકેન્દ્રિય તકતી દૂર કરવામાં આવેલ છે. તકતીના સમતલને લંબ અને તકતીના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી અક્ષને અનુલક્ષી બાકી રહેલ તકતીની જડત્વની ચાકમાત્રા ___  
  • A$\;\frac{{40}}{9}M{R^2}$
  • B$\;10\;M{R^2}$
  • C$\;\frac{{37}}{9}M{R^2}$
  • D$4\;M{R^2}$
JEE MAIN 2018,IIT 2005, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
d
Let \(\sigma \) be the mass per unit area.

The total mass of the disc = \(\sigma \) \( \times \pi {R^2} = 9M\)

The mass of the circular disc cut

\( = \sigma  \times \pi {\left( {\frac{R}{3}} \right)^2} = \,\sigma  \times \frac{{\pi {R^2}}}{9} = M\)

Let us consider the above system as a complete disc of mass \(9M\) and a negative mass \(M\) super imposed on it. Moment of inertia \((I_1)\) of the complete disc = \(\frac{1}{2}9M{R^2}\) about an axis passing through \(O\) and perpendicular to the plane of the disc.

\(M.I.\) of the cut out portion about an axis passing through \(O'\) and perpendicular to the plane of disc \(=\) \(\frac{1}{2} \times M \times {\left( {\frac{R}{3}} \right)^2}\)

\(\therefore \,M.{\mathop{\rm I}\nolimits} .\left( {{I_2}} \right)\) of the cut out portion about an axis passing through \(O\) and perpendicular to the plane of disc

\( = \left[ {\frac{1}{2} \times M \times {{\left( {\frac{R}{3}} \right)}^2} + M \times {{\left( {\frac{{2R}}{3}} \right)}^2}} \right]\)

                                                  [Using perpendicular axis theorem]

\(\therefore \) The total \(M.I.\) of the system about an axis passing through \(O\) and perpendicular to the plane of the disc is 

\(\begin{array}{l}
 = \left[ {\frac{1}{2} \times M \times {{\left( {\frac{R}{3}} \right)}^2} + M \times {{\left( {\frac{{2R}}{3}} \right)}^2}} \right]\\
I = {I_1} + {I_2}\\
 = \frac{1}{2}9M{R^2} - \left[ {\frac{1}{2} \times M \times {{\left( {\frac{R}{3}} \right)}^2} + M \times {{\left( {\frac{{2R}}{3}} \right)}^2}} \right]\\
 = \frac{{9M{R^2}}}{2} - \frac{{9M{R^2}}}{{18}} = \frac{{\left( {9 - 1} \right)M{R^2}}}{2} = 4M{R^2}
\end{array}\)

art

Download our app
and get started for free

Experience the future of education. Simply download our apps or reach out to us for more information. Let's shape the future of learning together!No signup needed.*

Similar Questions

  • 1
    આકૃતિ માં બતાવ્યા પ્રમાણે $ABC$ એ નિયમિત તાર છે. જો તારનું દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર બિંદુ $A$ થી શિરોલંબ દિશામાં નીચે તરફ છે તો $\frac{{BC}}{{AB}}$ એ શેની નજીક મળે?
    View Solution
  • 2
    એક $5 \mathrm{~kg}$ દળ, $2 \mathrm{~m}$ ત્રિજ્યા અને તેના પરિભ્રમણ સમતલને લંબ અક્ષને અનુરુપ કોણીય વેગ $10 \mathrm{rad} / \mathrm{sec}$ ધરાવતી એક તક્તિ ધ્યાનમાં લો. આ જ અક્ષની દિશામાં બીજી એક સમાન તક્તિને હળવેકથી ભ્રમણ કરતી તક્તિ ઉપર મૂકવામાં આવે છે. બંને તક્તિઓ સરક્યા સિવાય એકબીજા સાથે પરિભ્રમણ કરે તે માટે વિખેરીત થતી ઊર્જા_____________$j$ છે .
    View Solution
  • 3
    $m$ અને $M$ $(M>m)$ ના દળોનું દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર
    View Solution
  • 4
    $10 \,kg$ અને $30 \,kg$ દળ ઘરાવતા બે ચોસલાને સમાન સીધી રેખા પર અનુક્રમે $(0,0) \,cm$ અને $(x, 0) \,cm$ યામો આગળ મૂકવામાં આવેલા છે. $10 \,kg$ દળ ધરાવતા ચોસલાને સમાન રેખા ઉપર બીજા ચોસલા તરફ $6 \,cm$ જેટલો ખસેડવામાં આવે છે. દ્રવ્યમાન કેન્દ્રનું સ્થાન ન બદલાય તે માટે $30 \,kg$ ના ચોસલાને .......... અંતરે ખસેડવું જ પડશે.
    View Solution
  • 5
    અચળ કદ $V$ ધરાવતા ગોળા ની જડત્વની ચાકમાત્રા $I$ હોય તો $I$ અને $V$ વચ્ચેનો સંબંધ ?
    View Solution
  • 6
    $50 \mathrm{~cm}$ ત્રિજયા અને $2 \mathrm{~kg}$ દળ ધરાવતા બે સમાન ગોળાઓ એક હલકા સળીયાના બે છેડા સાથે જોડેલા છે જેથી તેમના કેન્દ્ર વચ્ચેનું અંતર $150 \mathrm{~cm}$ મળે છે. આ તંત્રની સળીયાના મધ્યબિંદુ માંથી પસાર થતી અને સળિયાની લંબાઈને લંબ અક્ષને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા $\frac{x}{20} \mathrm{kgm}^2$ હોય તો $X$ નું મૂલ્ય ..........
    View Solution
  • 7
    એક $M$ દળ અને $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી તકતીનું એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ દળ $\sigma (r) = kr^2$ મુજબ આપવામાં આવે છે જ્યાં $r$ એ તકતીના કેન્દ્રથી અંતર છે.તો તેના સમતલને લંબ અને દ્રવ્યમાન કેન્દ્રમાથી પસાર થતી અક્ષને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા કેટલી થાય?
    View Solution
  • 8
    બિંદુ $ ( 2,-2,-2 )$  ને અનુલક્ષીને બિંદુ $( 2,0,-3 ) $ પર બળ $\overrightarrow {\;F} = 4\hat i + 5\hat j - 6\hat k$ ની ચાકમાત્રા આપવામાં આવે છે.
    View Solution
  • 9
    ફલાય વ્હીલને એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે જેથી તેનું સંપૂર્ણ દળ તેની રીમ પર સંકેન્દ્રિત થયેલું હોય છે, કારણ કે......
    View Solution
  • 10
    એક ગાડીના પૈડાની કોણીય ઝડપ $360 \;rpm$ થી $1200 \;rpm$ થતાં $14 \;second$ લાગે છે તો તેની કોણીય પ્રવેગ મેળવો 
    View Solution