एकसमान वृत्ताकार गति – समस्याएं और समाधान

1. एक वस्तु 10 रेडियन/सेकंड की स्थिर कोणीय गति से वृत्त में गति करती है। ज्ञात कीजिए (a) 10 सेकंड के बाद कोणीय गति (b) 10 सेकंड के बाद कोणीय विस्थापन ।

ज्ञात :

कोणीय गति (ω) = 10 रेडियन/सेकंड

वांछित :

(a) 10 सेकंड के बाद कोणीय गति (ω)।

(b) 10 सेकंड बाद कोण (θ)

समाधान:

(a) 10 सेकंड के बाद कोणीय गति (ω)

एक वस्तु एकसमान वृत्ताकार गति में है जिससे कोणीय गति स्थिर रहती है, 10 रेडियन/सेकंड।

(b) कोणीय विस्थापन (θ)

स्थिर कोणीय गति 10 रेडियन/सेकंड का अर्थ है कि वस्तु प्रति सेकंड 10 रेडियन की गति से घूम रही है। 10 सेकंड के बाद, वस्तु 10 x 10 रेडियन = 100 रेडियन की गति से घूमेगी।

[आईआरपी]

2. एक कण 10 मीटर/सेकंड की स्थिर गति से एक वृत्त में गति करता है। वृत्त की त्रिज्या = 1 मीटर है। ज्ञात कीजिए (a) 5 सेकंड के बाद कण की गति (b) 5 सेकंड के बाद कण का विस्थापन (c) अभिकेन्द्रीय त्वरण ।

ज्ञात :

वृत्त की त्रिज्या (r) = 1 मीटर

कण की गति (v) = 10 मीटर/सेकंड

समाधान:

(a) 5 सेकंड बाद कण की गति

वस्तु की गति एकसमान वृत्ताकार गति में है, जिससे गति स्थिर, 10 मीटर/सेकंड है।

(ख) 5 सेकंड के बाद कण का विस्थापन

10 मीटर/सेकंड का अर्थ है कि प्रत्येक 1 सेकंड में कण का विस्थापन 10 मीटर होता है। 5 सेकंड के बाद, कण का विस्थापन 5 x 10 मीटर = 50 मीटर होगा।

(c) अभिकेन्द्रीय त्वरण (a r )

a r = v 2 / r = 10 2 / 1 = 100 / 1 = 100 m/s 2

3. एक डोरी के एक सिरे से बंधी गेंद को 2 मीटर त्रिज्या वाले वृत्त में 60 rpm की स्थिर गति से घुमाया जाता है। ज्ञात कीजिए (a) 2 सेकंड के बाद कोणीय गति का परिमाण (b) 1 मिनट के बाद कोणीय विस्थापन।

ज्ञात :

वृत्त की त्रिज्या (r) = 2 मीटर

कोणीय गति (ω) = 60 आरपीएम = 60 चक्कर / 1 मिनट

= 60 चक्कर / 60 सेकंड = 1 चक्कर / सेकंड = 2π रेडियन / सेकंड

= 2(3.14) रेडियन/सेकंड = 6.28 रेडियन/सेकंड

समाधान:

(a) 2 सेकंड के बाद कोणीय गति (ω)

कोणीय गति स्थिर है, इसलिए 2 सेकंड के बाद कोणीय गति (ω) = 6.28 रेडियन/सेकंड होगी।

(b) कोणीय विस्थापन (θ)

कोणीय गति = 1 चक्कर/सेकंड का अर्थ है कि प्रत्येक 1 सेकंड में गेंद 1 चक्कर पूरा करती है। 60 सेकंड के बाद, गेंद 60 चक्कर लगा लेती है।

कोणीय गति = 6.28 रेडियन/सेकंड का अर्थ है कि प्रत्येक 1 सेकंड में गेंद 6.28 रेडियन के कोण से गति करती है। 60 सेकंड के बाद, गेंद 376.8 रेडियन की दूरी तय कर लेती है।

[आईआरपी]

4. एक साइकिल का पहिया 60 सेकंड में 120 चक्कर लगाता है। कोणीय गति क्या है?

समाधान:

(a) प्रति मिनट चक्कर (rpm)

120 चक्कर / 60 सेकंड = 120 चक्कर / 1 मिनट = 120 चक्कर / मिनट = 120 आरपीएम

(b) डिग्री प्रति सेकंड ( ° /सेकंड)

1 चक्कर = 360 ° , 120 चक्कर = 43200 °

120 चक्कर / 60 सेकंड = (120)(360 ° ) / 60 सेकंड = 43200 ° / 60 सेकंड = 720 ° / सेकंड

(c) रेडियन प्रति सेकंड (rad/s)

1 चक्कर = 6.28 रेडियन

120 चक्कर / 60 सेकंड = (120)(6.28) रेडियन / 60 सेकंड = 753.6 रेडियन / 60 सेकंड = 12.56 रेडियन/सेकंड।

[आईआरपी]

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