ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ 4 ಉದಾಹರಣೆಗಳು
1. 200 ಗ್ರಾಂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ಹಗುರವಾದ ಹಗ್ಗಕ್ಕೆ ಕಟ್ಟಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ 5 ರಾಡ್ s –1 ಸ್ಥಿರ ಕೋನೀಯ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ . ಹಗ್ಗದ ಉದ್ದ l = 60 cm ಆಗಿದ್ದರೆ, ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲದ ಪ್ರಮಾಣವು ...
ಎ. 0,3 ಎನ್
ಬಿ. 0,6 ಎನ್
ಸಿ. 3 ಎನ್
ಡಿ. 6 ಎನ್
ಇ. 30 ಎನ್
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = 200 ಗ್ರಾಂ = 200/1000 ಕೆಜಿ = 2/10 ಕೆಜಿ = 0,2 ಕೆಜಿ
ಕೋನೀಯ ವೇಗ (ω) = 5 ರೇಡಿಯನ್‌ಗಳು/ಸೆಕೆಂಡ್
ಹಗ್ಗದ ಉದ್ದ = ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಮಾರ್ಗದ ತ್ರಿಜ್ಯ (r) = 60 ಸೆಂ.ಮೀ = 60/100 ಮೀಟರ್ = 0,6 ಮೀಟರ್
ಪ್ರಶ್ನೆ: ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲದ ಪ್ರಮಾಣವು ….
ಉತ್ತರ :
ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವು ವಸ್ತುವಿಗೆ ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ವೇಗವರ್ಧನೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುವ ಪರಿಣಾಮಕ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲದ ಸೂತ್ರವು:
∑ F = ಮಾ -s
∑ F = mv 2 /r = m ω 2 r
ವಿವರಣೆ: ∑ F = ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲ, m = ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, v = ಸ್ಪರ್ಶಕ ವೇಗ, ω = ಕೋನೀಯ ವೇಗ, r = ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಮಾರ್ಗದ ತ್ರಿಜ್ಯ.
∑ F = m ω 2 r = (0,2)(5) 2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 ನ್ಯೂಟನ್‌ಗಳು
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.
2. ಒಬ್ಬ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯು ದಾರದ ತುದಿಗೆ ಕಟ್ಟಿದ ಕಲ್ಲನ್ನು ತಿರುಗಿಸುತ್ತಾನೆ. ಮೇಲೆ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಕಲ್ಲನ್ನು ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಲ್ಲಿನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗವನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸಿದರೆ, ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವು... ಆಗುತ್ತದೆ.
ಎ. 6 ಬಾರಿ ಮೂಲ
ಬಿ. ಮತ್ತೆ 5 ಬಾರಿ
ಸಿ. 4 ಬಾರಿ ಮೂಲ
ಡಿ. ಮತ್ತೆ 2 ಬಾರಿ
ಇ. 2 ಬಾರಿ ಮೂಲ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಕಲ್ಲಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ = ಮೀ
ಕಲ್ಲಿನ ವೇಗ = v
ಹಗ್ಗದ ಉದ್ದ = ತ್ರಿಜ್ಯ = r
ಪ್ರಶ್ನೆ: ವೇಗವನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸಿದರೆ, ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವು... ಆಗುತ್ತದೆ.
ಉತ್ತರ :
ವೇಗವು ದ್ವಿಗುಣಗೊಂಡರೆ, ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವು ಹೀಗಾಗುತ್ತದೆ:
ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವು ಮೂಲ ಬಲದ 4 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.
3. ಸಮತಟ್ಟಾದ ರಸ್ತೆಯ ಮೇಲಿನ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಕಾರು ಗರಿಷ್ಠ 10 ms –1 ವೇಗದಲ್ಲಿ ಹಾದುಹೋಗುವಂತೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ . ಟೈರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಸ್ತೆಯ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯ ಗುಣಾಂಕ 0,5 ಮತ್ತು ರಸ್ತೆಯ ವಕ್ರತೆಯ ತ್ರಿಜ್ಯ R m. ಆಗ R ನ ಮೌಲ್ಯ .... (g = 10 ms –2 )
ಎ. 7,5 ಮೀಟರ್‌ಗಳು
ಬಿ. 8,0 ಮೀಟರ್
ಸಿ. 10 ಮೀಟರ್‌ಗಳು
ಡಿ. 15 ಮೀಟರ್
ಇ. ೧೩.೫ ಮೀಟರ್‌ಗಳು
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ವೇಗ (v) = 10 ಮೀ/ಸೆ
ಟೈರ್ ಮತ್ತು ರಸ್ತೆಯ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯ ಗುಣಾಂಕ (μs ) = 0,5
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 ಮೀ/ಸೆ 2
ಪ್ರಶ್ನೆ: ರಸ್ತೆಯ ವಕ್ರತೆಯ ತ್ರಿಜ್ಯ (R ಮೀಟರ್‌ಗಳು)
ಉತ್ತರ :
ಕಾರು ತಿರುಗಿದಾಗ ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಏಕೈಕ ಸಮತಲ ಬಲವೆಂದರೆ ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆ . ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆಯ ಸೂತ್ರ:
4. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಕಾರು M ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ರಸ್ತೆಯ ತಿರುವಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ.
ಚಕ್ರಗಳು ಮತ್ತು ರಸ್ತೆಯ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆಯ ಗುಣಾಂಕ 0,4 (ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆ 10 ಮೀ/ಸೆ -2 ). ಕಾರು ಹಳಿಯಿಂದ ಹೊರಹೋಗದಂತೆ ತಡೆಯಲು, ಅನುಮತಿಸಲಾದ ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗ...
A. √10 ಮಿ.ಸೆ.-1
ಬಿ. 2 √ 10 ಎಂಎಸ್ -1
ಸಿ. 4 √ 10 ಎಂಎಸ್ -1
ಡಿ. 5 √ 10 ಎಂಎಸ್ -1
ಇ. 6 √ 10 ಎಂಎಸ್ -1
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆ ಗುಣಾಂಕ (μs ) = 0,4
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 ಮೀ/ಸೆ 2
ವಕ್ರತೆಯ ತ್ರಿಜ್ಯ (R) = 40 ಮೀಟರ್‌ಗಳು
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗ (v)
ಉತ್ತರ :
ಏಕರೂಪದ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟನ್‌ನ ಚಲನೆಯ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ
ಮಾಹಿತಿ :
ΣF = ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲ = ಪರಿಣಾಮಕ ಬಲ = ಒಟ್ಟು ಬಲ, m = ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, a s = ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ವೇಗವರ್ಧನೆ, v = ರೇಖೀಯ ವೇಗ, R = ವಕ್ರತೆಯ ತ್ರಿಜ್ಯ
ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲ
ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಮಾರ್ಗದ ಮಧ್ಯದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಪರಿಣಾಮಕ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಒಂದು ಕಾರು ವೃತ್ತದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವಾಗ, ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಏಕೈಕ ಬಲವು ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆಯಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆಯು ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖ ಬಲವಾಗಿದೆ.
ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆ ಬಲ ಸೂತ್ರ:
ಮಾಹಿತಿ :
μ s = ಸ್ಥಿರ ಘರ್ಷಣೆಯ ಗುಣಾಂಕ, w = ವಸ್ತುವಿನ ತೂಕ, m = ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, g = ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ.
ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗವನ್ನು (v) ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ:
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.
ಪ್ರಶ್ನೆ ಮೂಲ:
ಹಿರಿಯ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆ/ವೃತ್ತಿಪರ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆಗಳಿಗೆ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
