3-2.Motion in Plane
medium

દોરીના એક છેડે બાંધેલા $0.25\; kg$ દળના પથ્થરને સમક્ષિતિજ સમતલમાં $1.5 \;m$  $40\; rev./min$ ( પરિભ્રમણ/મિનિટ )ની ઝડપથી ઘુમાવવામાં આવે છે. દોરીમાં તણાવ કેટલું હશે ? જો દોરી મહત્તમ $200\; N$ નું તણાવ ખમી શકે તેમ હોય, તો કેટલી મહત્તમ ઝડપથી પથ્થરને ઘુમાવી શકાય ?

A$34.64$
B$42.26$
C$26.5$
D$12.26$

Solution

Mass of the stone, $m=0.25 \,kg$
Radius of the circle, $r=1.5 \,m$
Number of revolution per second, $n=\frac{40}{60}=\frac{2}{3} \,rps$
Angular velocity, $\omega=\frac{v}{r}=2 \pi n$
The centripetal force for the stone is provided by the tension $T$, in the string, i.e., $T=F_{\text {Centripetal }}$
$=\frac{m v^{2}}{r}=m r \omega^{2}=m r(2 \pi n)^{2}$
$=0.25 \times 1.5 \times\left(2 \times 3.14 \times \frac{2}{3}\right)^{2}$
$=6.57\, N$
Maximum tension in the string, $T_{\max }=200 \,N$
$T_{\max }=\frac{m v_{\max }^{2}}{r}$
$\therefore v_{\max }=\sqrt{\frac{T_{\max } \times r}{m}}$
$=\sqrt{\frac{200 \times 1.5}{0.25}}$
$=\sqrt{1200}=34.64 \,m / s$
Therefore, the maximum speed of the stone is $34.64 \,m / s$
Standard 11
Physics

Similar Questions

Start a Free Trial Now

Confusing about what to choose? Our team will schedule a demo shortly.