એક જાડી દીવાલ નો પોલા ગોળાની બાહ્ય ત્રિજ્યા $R_0$ છે. તે કોઈ ઢોળાવ પર સરક્યાં વગર ગબડે છે અને તળિયે પહોંચતા તેની ઝડપ $v_0$ છે. ઢોળાવને મીણવાળો કરવામાં આવે છે કે જેથી પ્રાયોગિક ધોરણે તે ઘર્ષણરહિત થઈ શકે અને ગોળા ને ગબડાવ્યા વગર સરકતો જોઈ શકાય. હવે તળિયે તેની ઝડપ $5{v_0}/4$ . તો પોલા ગોળા ના કેન્દ્રમાથી પસાર થતી કોઈ અક્ષને અનુલક્ષીને ચક્રવર્તનની ત્રિજ્યા શું થશે?
  • A$3R_0/2$
  • B$3R_0/4$
  • C$9R_0/16$
  • D$3R_0$
AIEEE 2012, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
b
When body rolls dawn on inclined plane with velocity \(V_0\) at bottom then body has both rotational and translational kinetic energy.

Thereforce, by law of conservation of energy,

\(\begin{array}{l}
P.E\, = \,K.{E_{trans}} + K.{E_{rotational}}\\
 = \frac{1}{2}mV_0^2 + \frac{1}{2}I{\omega ^2}\\
 = \frac{1}{2}mV_0^2 + \frac{1}{2}m{k^2}\frac{{V_0^2}}{{R_0^2}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,...\left( i \right)\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left[ {I = m{k^2},\omega  = \frac{V}{{{R_0}}}} \right]
\end{array}\)

When body is sliding down then body has only translatory motion.

\(\begin{array}{l}
\therefore P.E = K.{E_{trans}}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{1}{2}m{\left( {\frac{5}{4}{v_0}} \right)^2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,...\left( {ii} \right)
\end{array}\)

Dividing \((i)\) by \((ii)\) we get

\(\begin{array}{l}
\frac{{P.E}}{{P.E}} = \frac{{\frac{1}{2}mv_0^2\left[ {1 + \frac{{{K^2}}}{{R_0^2}}} \right]}}{{\frac{1}{2} \times \frac{{25}}{{16}} \times mV_0^2}}\\
 = \frac{{25}}{{16}} = 1 + \frac{{{K^2}}}{{R_0^2}} \Rightarrow \frac{{{K^2}}}{{R_0^2}} = \frac{9}{{16}}\\
or,\,\,\,K = \frac{3}{4}\,{R_{0.}}
\end{array}\)

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
    ઘનગોળો ઘર્ષણ રહિત સપાટી પર રોલિંગ કરે છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે સ્થાનાંતરીત વેગ $v\ \   m/s$ થી ગતિ કરીને ઢોળાવ વાળા સમતલ પર ચઢે છે. ત્યારે $v$ કેટલું હોવું જોઈએ ?
    View Solution
  • 2
    $x-$ અક્ષ પર ત્રણ દળ મૂકવામાં આવ્યા છે: $300 \,g$ ઉગમબિંદુ પર, $500\,g$ એ $x=40 \,cm$ પર અને $400\,g$ એ $x =70\,cm$ પર છે. ઉગમબિંદુથી દ્રવ્યમાનકેન્દ્રનું અંતર ($cm$ માં) કેટલું હશે?
    View Solution
  • 3
    $m$ દળનો એક કણ $XY$ સમતલમાં $AB$ સીધા માર્ગે $v$ વેગથી ગતિ કરે છે. સંદર્ભબિંદુ $O$ ને અનુલક્ષીને $A$ બિંદુએ કણનું કોણીય વેગમાન $L_A $ અને $B$ બિંદુએ $L_B$ હોય, તો ........ 
    View Solution
  • 4
    $M$ દળની વર્તૂળાકાર તકતીનો પ્રારંભિક વેગ $\omega_1$ છે. બે નાના $ m $ દળના ગોળાઓને તકતીના વ્યાસના વિરૂદ્ધ બિંદુઓ પર જોડેલા છે. તકતીનો અંતિમ કોણીય વેગ શું થશે ?
    View Solution
  • 5
    $60 \,kg$ દળનો એક માણસ $140 \,kg$ દળ ની એક બોટ પર ઊભો છે કે જે શાંત પાણી માં સ્થિર સ્થિતિમાં છે. તે વ્યક્તિ કાંઠા થી $20\,m$ દૂર છે. તે માણસ કાંઠા તરફ $1.5 \,m / s$ ની અચળ ઝડપે $4 \,s$ સુધી ચાલવાનું શરુ કરે છે. તેનું કાંઠા થી અંતિમ અંતર .............. $m$ હશે.
    View Solution
  • 6
    એક સળિયાની તેના દ્રવ્યમાનકેન્દ્રમાંથી પસાર થતી તેને લંબ એવી અક્ષને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા $\frac{1}{{12}}M{L^2}$ છે. હવે સળિયાને મધ્યમાંથી એવી રીતે વાળવામાં આવે છે કે જેથી બનતા બે ભાગ તે જ સમતલમાં નો ખૂણો બનાવે છે. તો આ તંત્રની તે જ અક્ષને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા કેટલી થશે ?
    View Solution
  • 7
    $m_1$ અને $m_2$ દળ ધરાવતા બે પદાર્થને વજન રહિત દોરીના છેડે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ગરગડી પરથી લટકાવેલ છે. $m_2 < m_1$ ગરગડી ઘર્ષણ રહિત અને વજન રહિત છે. આ બે પદાર્થથી બનતા તંત્રના દ્રવ્યમાન-કેન્દ્રનો પ્રવેગ.....
    View Solution
  • 8
    $(a)$ એક પદાર્થ નું ગુરૂત્વ કેન્દ્ર એક એવું બિંદુ છે કે જ્યાં પદાર્થનું વજન લાગતું હોય.

    $(b)$ જો પૃથ્વીને અનંત મોટી ત્રિજ્યા ધરાવતી માનવામાં આવે તો દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર એ ગુરૂત્વ કેન્દ્રની સાથે સંપાત થાય છે.

    $(c)$ કોઈ બાહ્ય બિંદુ પર કોઈપણ પદાર્થને લીધે ગુરુત્વાર્કર્ષણ ક્ષેત્રની તીવ્રતાને માપવા માટે પદાર્થનું સમગ્ર દળ તેના ગુરુત્વ કેન્દ્ર પર કેન્દ્રિત થયેલું ગણી શકાય.

    $(d)$ એક અક્ષને અનુલક્ષીને ભ્રમણ કરતાં કોઈપણ પદાર્થની ચક્રાવર્તન ત્રિજ્યા એ ગુરૂત્વ કેન્દ્રમાંથી દોરવામાં આવતા લંબની લંબાઈ છે.

    નીચેનામાંથી વિધાનોની કઈ જોડ સાચી છે?

    View Solution
  • 9
    $1\,kg$ દળની વસ્તુનો સ્થાન સદિશ $\overrightarrow{ r }=(3 \hat{ i }-\hat{ j }) \,m$ અને તેનો વેગ $\overrightarrow{ v }=(3 \hat{ j }+\hat{ k }) \,ms ^{-1}$ છે. કોણીય વેગમાનનું મૂલ્ય $\sqrt{x} \,Nm$ મળે છે તો $x$ નું મૂલ્ય ............ હશે.
    View Solution
  • 10
    $5\,g$ દળ અને $1\,cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતો એક ધાતુનો સિક્કો એક પાતળી નહિવત દળ ધરાવતા તાર સાથે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જોડેલો છે તંત્ર શરૂઆતમાં સ્થિર છે. અચળ ટોર્ક લગાવતા તંત્ર $AB$ ની સાપેક્ષે $25$ પરિભ્રમણ $5\,s$ માં પૂર્ણ કરતું હોય તો આ ટોર્ક કેટલું હશે?
    View Solution