$W$ વજનવાળો બ્લોક સમક્ષિતિજ સપાટી પર સ્થિત ઘર્ષણાંક $\mu$ થી સ્થિર છે. બ્લોક પર ન્યુનત્તમ મૂલ્યનું બળ લગાવીને તેને ગતિ કરાવવામાં આવે છે. સમક્ષિતિજથી એવો ખૂણો $\theta $ કે જ્યાથી બળ લગાવવામાં આવે અને બળનું મૂલ્ય અનુક્રમે શું થાય?
  • A$\theta \, = {\tan ^{ - 1}}\,(\mu ),\,\,F = \frac{{\mu W}}{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }}$
  • B$\theta \, = {\tan ^{ - 1}}\,\left( {\frac{1}{\mu }} \right),\,\,F = \frac{{\mu W}}{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }}$
  • C$\theta \, = 0,\,\,F = \mu W$
  • D$\theta \, = {\tan ^{ - 1}}\,\left( {\frac{\mu }{{1 + \mu }}} \right),\,\,F = \frac{{\mu W}}{{1 + \mu }}$
AIEEE 2012, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
a
\(\begin{array}{l}
Let\,the\,force\,F\,is\,applied\,at\,an\,angle\,\theta \\
with\,the\,horizontal.\\
For\,horizontal\,equilibrium,\,\\
F\cos \theta  = \mu R\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,...\left( i \right)\\
For\,vertical\,equilibrium,\\
R + F\sin \theta  = mg\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\\
or,\,R = mg - F\sin \theta \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,....\left( {ii} \right)\\
Substituting\,this\,value\,of\,R\,in\,eq.\left( i \right),
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
we\,get\\
F\cos  = \mu \left( {mg - F\sin \theta } \right)\\
 = \mu \,mg - \,\mu F\sin \theta \\
or,\,F\,\left( {\cos \theta  + \mu \sin \theta } \right) = \mu mg\\
or,\,\,F = \frac{{\mu mg}}{{\cos \theta  + \mu \sin \theta }}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,...\left( {iii} \right)\\
For\,F\,to\,be\,m{\rm{inimum,}}\,{\rm{the}}\,{\rm{denominator}}\\
\left( {\cos \theta  + \mu \sin \theta } \right)\,should\,be\,{\rm{maximum}}.
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
\therefore \,\frac{d}{{d\theta }}\left( {\cos \theta  + \mu \sin \theta } \right) = 0\\
or,\, - \sin \theta  + \mu \cos \theta  = 0\\
or,\,\tan \theta  = \mu \\
or,\theta  = {\tan ^{ - 1}}\left( \mu  \right)\\
Then,\,\sin \theta \, = \frac{\mu }{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }}\,and
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
\cos \theta  = \frac{1}{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }}\\
Hence,\,{F_{\min }}\\
 = \frac{{\mu w}}{{\frac{1}{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }} + \frac{{{\mu ^2}}}{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }}}} = \frac{{\mu w}}{{\sqrt {1 + {\mu ^2}} }}
\end{array}\)

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
    બે બ્લોક વચ્ચેનો સ્થિત ઘર્ષણાંક $0.5$ અને ટેબલ લીસું છે. બંને બ્લોકને સાથે ગતિ કરાવવા માટે તેમના પર મહત્તમ કેટલું સમક્ષિતિજ બળ ($N$ માં) લગાવી શકાય? ($\left.g=10\, {ms}^{-2}\right)$
    View Solution
  • 2
    સમક્ષિતિજ સપાટી પર રહેલા $10\, kg$ ના બ્લોક પર $129.4 \,N $ સમક્ષિતિજ બળ લગાવવામાં આવે છે  જો ઘર્ષણાંક $0.3$ હોય તો બ્લોક ....... $m/s^2$ પ્રવેગ પ્રાપ્ત કરશે.
    View Solution
  • 3
    એક કારના તળિયા પર રહેલો પદાર્થ સ્થિર રહે છે. પદાર્થ અને તળિયા વચ્યેનો સ્થિત ઘર્ષણાંક $0.15$ છે.કારનો મહત્તમ પ્રવેગ ($m s ^{-2}$ માં) ગણો.$\left( g =10\,m s ^{-2}\right)$.
    View Solution
  • 4
    એક કણ વર્તુળાકાર કક્ષામાં કેન્દ્ર તરફના આકર્ષણ બળને લીધે ગતિ કરે છે જે અંતર $r$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમા છે તો તેની ઝડપ ...
    View Solution
  • 5
    $1.96\, m$ લંબાઇ ધરાવતી દોરી સાથે $0.25 \,kg$ નો દડો બાંધીને સમક્ષિતિજ વર્તુળમાં ફેરવવામાં આવે છે. દોરીની તણાવક્ષમતા $25\,N$ છે. દડાને મહત્તમ કેટલી ઝડપથી ($m/s$ માં) ગતિ કરાવી શકાય?
    View Solution
  • 6
    $40 \,m$ ત્રિજયા ધરાવતા સમતલ રોડ પર કારની મહત્તમ સલામત ઝડપ કેટલા ...........$m{s^{ - 1}}$ થશે? રોડ અને ટાયર વચ્ચેનો ઘર્ષણાંક $0.25$ છે. $( g = 10 ms^{-2})$
    View Solution
  • 7
    સિમેન્ટ, પત્થર અને રેતી ને ભ્રમણ કરતાં નળાકારીય ડ્રમ માં મિશ્ર કરવાથી કોંક્રિટ મિશ્રણ બને છે. જો ડ્રમ ખૂબ જ ઝડપથી ભ્રમણ કરે તો તેમાની સામગ્રી દીવાલ સાથે ચોંટી જાય છે અને સામગ્રી નું યોગ્ય મિશ્રણ બનતું નથી. તો યોગ્ય મિશ્રણ બનાવવા માટે ડ્રમ ની મહત્તમ ભ્રમણ ઝડપ કેટલી હોવી જોઈએ? (ડ્રમની ત્રિજ્યા $1.25\, m$ અને ધરી સમક્ષિતિજ ધારો)
    View Solution
  • 8
    $1\, kg$ દળનો બ્લોક $\frac{1}{\sqrt{3}}$ સ્થિત ઘર્ષણાંક ધરાવતી સપાટી પર છે. બ્લોક પર $F\, N$ જેટલું લઘુતમ બળ લગાવતા તે ખસે છે. તો તો $F$નું મૂલ્ય નજીકના પૂર્ણાંકમાં કેટલું હશે? [$g =10 \,ms ^{-2}$ ]
    View Solution
  • 9
    વિધાન: વરસાદી દિવસો માં કાર કે બસ ચલાવવી મુશ્કેલ હોય છે.

    કારણ: સપાટી ભીની થવાના લીધે ઘર્ષણાંક નું મૂલ્ય ઘટી જાય છે.

    View Solution
  • 10
    $\theta $ જેટલો ઢોળાવ કોણ ધરાવતા એક ઢળતા સમતલનો ઉપરનો અડધો ભાગ સંપૂર્ણ લીસો છે, જયારે નીચેનો અડધો ભાગ ખરબચડો છે. સમતલના ઉપરના છેડેથી સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરીને જો એક બ્લોક પાટિયાના નીચેના છેડે ફરીથી સ્થિર સ્થિતિમાં આવે, જો આ બ્લોક અને સમતલના નીચેના અડધા ભાગનો ઘર્ષણાંક શેના વડે આપવામાં આવે?
    View Solution