- Home
- Standard 11
- Physics
3-2.Motion in Plane
medium
$R$ ત્રિજ્યાનો એક પાતળો વર્તુળાકાર તાર તેના ઊર્ધ્વ વ્યાસની ફરતે $\omega.$ જેટલી કોણીય આવૃત્તિથી ભ્રમણ કરે છે. આ વર્તુળ તાર પર એક નાની ગોળી તેના નિમ્નતમ બિંદુએ રહે તે માટે $\omega \leq \sqrt{g / R} $ છે તેમ દર્શાવો. $\omega=\sqrt{2 g / R}$ માટે કેન્દ્રને ગોળી સાથે જોડતા ત્રિજ્યા સદિશ વડે અધોદિશા (નિમ્નદિશા) સાથે બનાવેલ કોણ કેટલો હશે ? ઘર્ષણ અવગણો.
Option A
Option B
Option C
Option D
Solution

$OP =R=$ Radius of the circle
$N=$ Normal reaction
The respective vertical and horizontal equations of forces can be written as:
$M g=N \cos \theta$
$m l \omega^{2}=N$
In $\Delta$ $OPQ$, we have:
$\sin \theta=\frac{l}{R}$
$l=R \sin \theta$
$m(R \sin \theta) \omega^{2}=N \sin \theta$
$m R \omega^{2}=N$
$m g=m R \omega^{2} \cos \theta$
$\cos \theta=\frac{ g }{R \omega^{2}}$
since $\cos \theta \leq 1,$ the bead will remain at its lowermost point for $\frac{g}{R \omega^{2}} \leq 1,$ i.e., for $\omega \leq \sqrt{\frac{g}{R}}$
For $\omega=\sqrt{\frac{2 g }{R}} {\text { or }} \omega^{2}=\frac{2 g }{R}$
On equatingabove equations
$\frac{2 g}{R}=\frac{g}{R \cos \theta}$
$\cos \theta=\frac{1}{2}$
$\therefore \theta=\cos ^{-1}(0.5)=60^{\circ}$
Standard 11
Physics