કોઈ સમતલ માં ગતિ કરતાં કણના યામો $x = a\cos (pt)$ અને $y(t) = b\sin (pt)$ દ્વારા આપી શકાય, જ્યાં $a,\,\,b\,( < a)$ અને $p$ એ જે તે પરિમાણ ના ધન અચળાંકો છે. તો..... 
  • A
    કણ ની ગતિ પરવલયાકાર છે.
  • Bકણ ના વેગ અને પ્રવેગ $t = \pi /(2p)$ સમયે એકબીજા ને લંબ હશે.
  • C
    કણનો પ્રવેગ હમેશાં કેન્દ્ર તરફ હશે.
  • D$(a)$ અને $(b)$ બંને.
IIT 1999, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
d
(d) \(x = a\cos (pt)\) and \(y = b\sin (pt)\) (given)

\(\therefore \) \(\cos pt = \frac{x}{a}\) and \(\sin pt = \frac{y}{b}\)

By squaring and adding

\({\cos ^2}(pt) + {\sin ^2}(pt) = \frac{{{x^2}}}{{{a^2}}} + \frac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1\)

Hence path of the particle is ellipse.

Now differentiating \(x\) and \(y\) w.r.t. time

\({v_x} = \frac{{dx}}{{dt}} = \frac{d}{{dt}}(a\cos (pt)) = - ap\sin (pt)\)

\({v_y} = \frac{{dy}}{{dt}} = \frac{d}{{dt}}(b\sin (pt)) = bp\cos (pt)\)

\(\therefore \;\;\vec v = {v_x}\hat i + {v_y}\hat j = - ap\sin (pt)\hat i + bp\cos (pt)\hat j\)

Acceleration \(\vec a = \frac{{d\vec v}}{{dt}} = \frac{d}{{dt}}[ - ap\sin (pt)\hat i + bp\cos (pt)\hat j]\)

\(\vec a = - a{p^2}\cos (pt)\;\hat i - b{p^2}\sin (pt)\hat j\)

Velocity at \(t = \frac{\pi }{{2p}}\)

\(\vec v = - ap\sin p\left( {\frac{\pi }{{2p}}} \right)\;\hat i + bp\cos p\left( {\frac{\pi }{{2p}}} \right)\hat j\)\( = - ap\;\hat i\)

Acceleration at \(t = \frac{\pi }{{2p}}\)

\(\vec a = a{p^2}\cos p\left( {\frac{\pi }{{2p}}} \right)\;\hat i - b{p^2}\sin p\left( {\frac{\pi }{{2p}}} \right)\hat j\)\( = - b{p^2}\hat j\)

As \(\vec v\;.\;\vec a = 0\)

Hence velocity and acceleration are perpendicular to each other at \(t = \frac{\pi }{{2p}}\).

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
    $R ^{3}$ નાં વ્યસ્ત પ્રમાણમાં ચલિત કેન્દ્રીય આભાસી બળ $F$ ની અસર હેઠળ એક કણ અચળ ઝડપથી $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતાં વર્તુળનાં પરીઘ પર ગતિ કરે છે. તેનાં પરિભ્રમણનો આવર્તકાળ ......... દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
    View Solution
  • 2
    નિયમિત કોણીય ગતિ દરમિયાન નીચે આપેલ કઈ રાશિ અચળ રહે છે?
    View Solution
  • 3
    ઘડિયાળમાં મિનિટ કાંટો અને કલાક કાંટાનો કોણીય ઝડપનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
    View Solution
  • 4
    પ્રાક્ષિપ્ત પદાર્થનું સમીકરણ $y=a x-b x^2$ છે. તેની સમક્ષિતીજ અવધી શું હશે?
    View Solution
  • 5
    એક કણ ઉગમબિંદુથી $x-y$ સમતલમાં પોતાની ગતિ શરૂ કરે છે. $\mathrm{t}=0$ સમયે તેનો શરૂઆતનો વેગ $3.0 \hat{\mathrm{i}} \;\mathrm{m} / \mathrm{s}$ અને અચળ પ્રવેગ $(6.0 \hat{\mathrm{i}}+4.0 \hat{\mathrm{j}}) \;\mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}$ છે. જ્યારે કણનો $y-$યામ $32\;\mathrm{m}$ હોય ત્યારે તેનો $x-$યામ $D$ મીટર છે તો $D$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
    View Solution
  • 6
    એક વિમાન $490 \,m$. ઊંચાઇ પર $60 \,km/hr$ ના સમક્ષિતિજ વેગથી ઉડી રહ્યું છે. $A$ બિંદુની બરાબર ઉપર વિમાન હોય ત્યારે,તેમાંથી પદાર્થને પડતો મૂકતા તે $A$ બિંદુથી કેટલા અંતરે પડશે? $(g = 9.8 m/s^2)$
    View Solution
  • 7
    એક બલૂન જમીન પર રહેલ બિંદુ $A$ થી ઉપર તરફ શિરોલંબ દિશામાં ગતિ કરે છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જ્યારે એક છોકરી (જે બિંદુ $B$ પર છે ) જે $A$ બિંદુથી $d$ અંતરે છે, તે બલૂન જ્યારે $h_1$ ઊંચાઈ પર પહોચે ત્યારે તે બલૂનને શિરોલંબ સાથે $45^{\circ}$ ના ખૂણે જોવે છે. જ્યારે બલૂન જ્યારે $h_2$ ઊંચાઈ પર પહોચે ત્યારે તે $2.464\, d$ જેટલું અંતર ખસીને(બિંદુ $C$ પર) બલૂનને શિરોલંબ સાથે $60^{\circ}$ ના ખૂણે જોવે છે. તો ઊંચાઈ $h _{2}$ કેટલી હશે? ($\tan \left.30^{\circ}=0.5774\right)$
    View Solution
  • 8
    $7 \,km / hr$ ની ઝડપે ઉત્તર તરફ જતાં એક મોટરકારના ચાલકને બસ $25 \,km / hr$ ની ઝડપે જતી લાગે છે. જો બસ ખરેખર પૂર્વ દિશામાં ગતિ કરતી હોય તો તેની ઝડપ ............. $km / h$ હશે?
    View Solution
  • 9
    નીચેની આકૃતિમાં વેગના સમક્ષિતિજ ઘટકના મૂલ્ય ઉત્તરતા ક્રમમાં
    View Solution
  • 10
    $20m$ વળાંકવાળો બ્રિજને કાર સંપર્ક છોડયા વગર પસાર કરવા માટે કારની ઝડપ કેટલા........$m/s$ રાખવી જોઇએ? $(g = 9.8\;m/{s^2})$
    View Solution