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लम्बाई $'l'$ की एक एकसमान छड़ नगण्य त्रिज्या के एक ऊर्ध्वाधर डण्डे पर कीलकित (pivoted) है। जब यह डण्डा कोणीय गति $\omega$ से घूमता है तो छड़ इससे $\theta$ कोण बनाती है (चित्र देखें)। $\theta$ का मान ज्ञात करने के लिये हम छड़ के द्रव्यमान केन्द्र $(CM)$ के सापेक्ष इसके कोणीय संवेग में होने वाले परिवर्तन (जिसका मान $\frac{ m \ell^{2}}{12} \omega^{2} \sin \theta \cos \theta$ है और जिसकी दिशा इस तल के अन्दर की ओर है) को इस पर लगने वाले क्षैतिज $F _{ H }$ व ऊर्ध्वाधर $F _{ V }$ बलों के $CM$ के सापेक्ष आघूर्ण के बराबर लेते हैं। तब $\theta$ का मान ऐसा होगा कि ......।
$\cos \theta=\frac{g}{2 \ell \omega^{2}}$
$\cos \theta=\frac{3 g}{2 \ell \omega^{2}}$
$\cos \theta=\frac{2 g}{3 \ell \omega^{2}}$
$\cos \theta=\frac{g}{\ell \omega^{2}}$
Solution
$F_{V}=m g$
$F_{H}=m \omega^{2} \frac{\ell}{2} \sin \theta$
$mg \frac{\ell}{2} \sin \theta- m \omega^{2} \frac{\ell}{2} \sin \theta \frac{\ell}{2} \cos \theta=\frac{ m \ell^{2}}{12} \omega^{2} \sin \theta \cos \theta$
$\cos \theta=\frac{3}{2} \frac{g}{\omega^{2} \ell}$ $….(ii)$
