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Question
10 kg द्रव्यमान तथा 15 cm त्रिज्या का कोई सिलिंडर किसी 30° झुकाव के समतल पर परिशुद्धतः लोटनिक गति कर रहा है। स्थैतिक घर्षण गुणांक µs = 0.25 है।
- सिलिंडर पर कितना घर्षण बल कार्यरत है?
- लोटन की अवधि में घर्षण के विरुद्ध कितना कार्य किया जाता है?
- यदि समतल के झुकाव θ में वृद्धि कर दी जाए तो के किस मान पर सिलिंडर परिशुद्धतः लोटनिक गति करने की बजाय फिसलना आरंभ कर देगा?
Solution
(a)
चित्र से,
नत समतल के लंबवत सिलिंडर की संतुलन अवस्था में
N = Mg cos θ
तथा नत समतल के समान्तर गति के लिए
Mg sin θ - ƒ = Ma ...(1)
जहाँ a = सिलिंडर का रेखीय त्वरण है
जबकि `"a" = ("g" "sin" theta)/((1 + "K"^2/"R"^2))`
परन्तु सिलिंडर के लिए, `1/2 "MR"^2 = "MK"^2`
⇒ `"K"^2/"R"^2 = 1/2`
∴ `"a" = ("g" "sin" theta)/((1 + 1/2))`
= `2/3 "g" "sin" theta`
अतः समीकरण (1) से,
घर्षण बल, ƒ = Mg sin θ - Ma
`= "Mg" "sin" theta - "M" (2/3 "g" "sin" theta)`
`= 1/3 "Mg" "sin" theta `
जहाँ M = 10 kg, θ = 30°
अतः `"F" = 1/3 xx 10 xx 9.8 xx "sin" 30^circ ` N
`= 1/3 xx 10 xx 9.8 xx 1/2` N
= 16.3 N
(b) परिशुद्ध लुढ़कने के लिए सिलिंडर के निम्नतम बिंदु समतल के पृष्ठ जे सापेक्ष विराम में है।
अतः घर्षण के विरुद्ध कृत कार्य शून्य है।
(c) यदि ƒs ≤ ƒ तो सिलिंडर लुढ़कने के बजाय फिसलना प्रारंभ कर देगा।
अतः `"μ"_"s" "Mg" "cos" theta ≤ 1/3 "Mg" "sin" theta`
अर्थात tan θ ≥ 3 μs
= 3 × 0.25
= 0.75°
0 ≥ tan-1 (0.75)
= 37°
अतः जब नत समतल को झुकाव कोण 37° हो जायेगा तो सिलिंडर फिसलने लगेगा।
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नीचे दिए गए प्रकथन को ध्यानपूर्वक पढिए तथा कारण सहित उत्तर दीजिए कि सत्य है या असत्य?
लोटनिक गति करते समय घर्षण बल उसी दिशा में कार्यरत होता है जिस दिशा में पिण्ड का द्रव्यमान केंद्र गति करता है।
नीचे दिए गए प्रकथन को ध्यानपूर्वक पढिए तथा कारण सहित उत्तर दीजिए कि सत्य है या असत्य?
लोटनिक गति करते समय संपर्क बिंदु की तात्क्षणिक चाल शून्य होती है।
नीचे दिए गए प्रकथन को ध्यानपूर्वक पढिए तथा कारण सहित उत्तर दीजिए कि सत्य है या असत्य?
लोटनिक गति करते समय संपर्क बिंदु का तात्क्षणिक त्वरण शून्य होता है।
नीचे दिए गए प्रकथन को ध्यानपूर्वक पढिए तथा कारण सहित उत्तर दीजिए कि सत्य है या असत्य?
परिशुद्ध लोटनिक गति के लिए घर्षण के विरुद्ध किया गया कार्य शून्य होता है।
