આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે એક $m =1\, kg$ દળનો એક પદાર્થ $v=6\, m / s$ જેટલા વેગથી એક ઘર્ષણરહિત સપાટી પર ગતિ કરીને એક સળિયા સાથે અથડાયને તેની સાથે જોડાય જાય છે. આ સળિયો $O$ બિંદુ સાથે જડેલ છે અને અથડામણના કારણે તે $\theta$ ખૂણો બનાવે છે. જો સળિયાનું દળ $M =2 \,kg $ અને લંબાઈ $l=1\, m $ હોય તો $\theta$ ખૂણાનું મૂલ્ય કેટલું હશે?

$(\left.g=10 \,m / s ^{2}\right)$

  • A$69$
  • B$63$
  • C$55$
  • D$49$
JEE MAIN 2020, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
b
Angular momentum conservation

\(mv l=\frac{ Ml ^{2}}{3} \omega+ m l^{2} \omega\)

\(\Rightarrow \omega=\frac{1 \times 6 \times 1}{\frac{2}{3}+1}=\frac{18}{5}\)

Now using energy consevation

\(\frac{1}{2}\left( M \frac{l^{2}}{3}\right) \omega^{2}+\frac{1}{2}\left( m l^{2}\right) \omega^{2}\)

\(=( m + M ) r _{ cm }(1-\cos \theta)\)

\(=( m + M )\left(\frac{ m l+\frac{ M l}{2}}{ m + M }\right) g (1-\cos \theta)\)

\(\frac{5}{6} \times\left(\frac{18}{5}\right)^{2}=20(1-\cos \theta)\)

\(\Rightarrow 1-\cos \theta=\frac{18}{5} \times \frac{3}{20}\)

\(\cos \theta=1-\frac{27}{50}\)

\(\cos \theta=\frac{23}{50} \Rightarrow \theta \simeq 63^{\circ}\)

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
    અનુક્રમે $10\,kg$ અને $20\,kg$ દળ ધરાવતા બે વસ્તુઓને $10\,m$ લંબાઈ અને અવગણ્ય દળ ધરાવતા દઢ સળિયા વડે જોડવામાં આવેલા છે. $10\,kg$ દળથી દ્રવ્યમાન કેન્દ્રનું અંતર$.....$
    View Solution
  • 2
    જો $\mathop \omega \limits^ \to \,\, = \,\,(3\,\hat i\,\, + \,\,4\hat j\,\, + \,\,5\hat k)\,\,\,rad/s$ અને $\mathop r\limits^ \to \,\, = \,\,(\hat i - 2\hat j + 3\hat k)\,m$ હોય, તો પદાર્થના રેખીય વેગનો સદિશ .......
    View Solution
  • 3
    નિયમિત વર્તૂળગતિ કરતા કણની રેખીય ઝડપ ચાર ગણી કરવામાં આવે અને કોણીય વેગ બમણો કરવામાં આવે, તો કણનો કેન્દ્રગામી પ્રવેગ .....
    View Solution
  • 4
    એક કણ કે જેનો સ્થાન સદીશ $2 \hat{ k }\, m$ છે તેના પર ઉદગમ બિંદુની સાપેક્ષે જ્યારે $3 \hat{ j }\, N$ બળ લાગે ત્યારનું ટોર્ક કેટલું હશે?
    View Solution
  • 5
    કોઈ વ્હીલનો કોણીય પ્રવેગ $3.0\, rad/s^2$ અને પ્રારંભિક કોણીય ઝડપ $2.00\, rad/s$ છે. તો $2\, s$ સમયમાં તેણે કેટલું કોણાવર્તન(રેડિયનમા) કર્યું હશે?
    View Solution
  • 6
    $400\ g $ ની એક મીટરપટ્ટી એક છેડેથી કિલકીત છે તથા $60^°C$ ના ખૂણે સ્થાનાંતરીત કરવામાં આવે તો તેની સ્થીતિઊર્જામાં થતો વધારો $=$ .....…. $J$
    View Solution
  • 7
    $l$ લંબાઈના એક હલકા સળિયાનાં બંને છેડે $m_1 $ અને $m_2$ દ્રવ્યમાનના પદાર્થો લગાડેલાં છે. આ સળિયાને લંબ તથા તેના દ્રવ્યમાનકેન્દ્રની અક્ષમાંથી પસાર થતી અક્ષને અનુલક્ષીને તંત્રની જડત્વની ચાકમાત્રા કેટલી થાય?
    View Solution
  • 8
    $M$ દળ અને $L$ લંબાઇ ધરાવતા નિયમિત સળિયાના મધ્યબિંદુમાંથી પસાર થતી અને લંબાઇને લંબ અક્ષને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા $I_0$ છે. છેડામાંથી પસાર થતી અને લંબાઇને લંબ અક્ષને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા કેટલી થાય?
    View Solution
  • 9
    $200\ gm$ અને $500\ gm$ ના પદાર્થના વેગ  $10\hat i m/s$ અને  $3\hat i + 5\hat j m/s$ છે.તો દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર નો વેગ કેટલો થાય?
    View Solution
  • 10
    $72\, km/h$ ની ઝડપથી જતી કારને બ્રેક મારતાં ટાયર $20$ પરિભ્રમણ પછી સ્થિર થાય છે.જો ટાયરનો વ્યાસ $0.5\, m$ હોય,તો કોણીય પ્રતિપ્રવેગ ($rad/s^2$ માં) કેટલો થાય?
    View Solution