નિયમિત વર્તુળ ગતિ એટલે શું ? યોગ્ય આકૃતિનો ઉપયોગ કરીને નિયમિત વર્તુળ ગતિમાં પ્રવેગ ${a_c}\, = \,\frac{{{v^2}}}{r}$ સૂત્ર મેળવો. દર્શાવો કે તેની દિશા ત્રિજ્યા પર કેન્દ્ર તરફ હોય છે.
અચળ ઝડપથી વર્તુળાકાર માર્ગ પર ગતિ કરતાં પદાર્થની ગતિને નિયમિત વર્તુળ ગતિ કહે છે.
આ પ્રકારની ગતિમાં સમગ્ર ગતિ દરમિયાન કણની ઝડપ અચળ રહે છે.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર કોઈ પદાર્થ $v$ જેટલી અચળ ઝડપથી $R$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર માર્ગે ગતિ કરે છે.
અહી, વેગની દિશા સતત બદલાતી હોવાથી તેમાં પ્રવેગ ઉત્પન્ન થાય છે.
આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ ધારો કે $t$ સમયે પદર્થ $P$ પર છે. જ્યાં તેનો સ્થાન સદિશ $\vec{r}$ અને વેગ $\vec{v}$ છે.
$t+\Delta t$ સમયે પદાર્થ $P'$ પર છે જ્યાં તેનો સ્થાન સદિશ $\overrightarrow{r^{\prime}}$ અને વેગ $\overrightarrow{v^{\prime}}$ છે.
આ વેગ સદિશોની દિશા તે બિંદુ પાસે ગતિની દિશામાં દોરેલા સ્પર્શકની દિશામાં હોય છે.
આકૃતિ $\left(a_{2}\right)$ માં $G$ બિદુને અનુલક્ષીને $\vec{v}$ अને $\vec{v}^{\prime}$ તેમના માન અને દિશા અનુસાર દર્શાવ્યા છે. સદિશ સરવાળા માટે ત્રિકોમના નિયમનો ઉપયોગ કરી $\Delta \vec{v}$ મેળવેલ છે.
ગતિપથ વર્તુળાકાર હોવાથી $\vec{r}$ ને $\vec{v}$ લંબ છે તથા $\overrightarrow{r^{\prime}}$ ને $\overrightarrow{v^{\prime}}$ લંબરૂપે મળે છે. તેથી $\Delta \vec{v}$ પણ $\Delta \vec{r}$ ને લંબરૂપે મળે છે.પરિણામે સરેરાશ પ્રવેગ $\left(<\vec{a}>=\frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\right)$ પણ $\Delta \vec{r}$ ને લંબરપે છે. આ. દ્દિશા વર્તુળના કેન્દ્ર $(c)$ તરફ છે.
આકૃતિ $(b)$ માં સમયના નાના ગાળા માટે આ રાશિઓને દર્શાવેલ છે.
આકૃતિ $(c)$ માં $\Delta t \rightarrow 0$ છે, તેથી સરેરાશ પ્રવેગ,તાત્ક્ષણિક પ્રવેગ જેટલો ઘટશે અને તેની દિશા કેન્દ્ર તરફની હોય છે.
આમ, ક્હી શકાય કે નિયમિત વર્તુળ-ગતિ માટે પદાર્થના પ્રવેગની દિશા તે વર્તુળના કેન્દ્ર તરફની હોય છે.
વળી, $|\vec{r}|=\left|\vec{r}^{\prime}\right|= R \quad$ અને $|\vec{v}|=\left|\vec{v}^{\prime}\right|=v$
(કારણ કે નિયમિત વર્તુળ-ગતિમાં વેગના માન એટલે કે ઝડપ સમાન રહે છે.)
કારની ઝડપ $10\%$ વધારવામાં આવે છે, જો રોડનો ખૂણો અચળ રાખીને ત્રિજયા $20\,m$ માંથી ........ $m$ કરવી પડે.
$A$ અને $B$ બે કણો ક્રમશઃ ${r_A}$ અને ${r_B}$ ત્રિજ્યાના સમકેન્દ્રિય વર્તુળો પર અનુક્રમે ${v_A}$ અને ${v_B}$ ઝડપથી નિયમિત વર્તુળમય ગતિ કરે છે. તેઓનો ભ્રમણ આવર્તકાળ સમાન છે. $A$ ની કોણીય ઝડપ થી $B$ ની કોણીય ઝડપનો ગુણોત્તર કેટલો થશે?
એક સાઇકલ સવાર $1\, km$ ની ત્રિજ્યાવાળા વર્તુળાકાર માર્ગ પર તેના કેન્દ્ર $O$ થી ગતિની શરૂઆત કરી $OPRQO$ માર્ગે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ગતિ કરે છે. જો તેની ઝડપ $10\, ms^{-1}$ જેટલી અચળ હોય તો $R$ બિંદુ પાસે તેના પ્રવેગનું મૂલ્ય અને દિશા જણાવો.
એક ગાડી અચળ ઝડ૫ સાથે $R_1$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળાકાર પથ પર ફરે છે. બીજી ગાડી અચળ ઝડ૫ સાથે $R_2$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળાકાર પથ પર ફરે છે. જો તે બન્નેને એક રાઉન્ડ પૂર્ણ કરવાં માટે સરખો સમય લાગે તો તેની કોણીય ઝડપ અને રેખીય ઝડપનો ગુણોતર અનુક્રમે કેટલો થાય ?
એક કણ વર્તુળાકાર પથ પર ઘટતી ઝડપે ગતિ કરે છે. તો નીચેનામાથી શું સાચું છે?