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Class 12
PHYSICS
एक निर्देश तंत्र जो एक जड़त्वीय निर्देश त...

एक निर्देश तंत्र जो एक जड़त्वीय निर्देश तंत्र की तुलना में त्वरित हो, अजड़त्वीय निर्देश तंत्र कहलाता हैं स्थिर कोणीय वेग `omega` से घूमती हुई डिसक पर बद्ध निर्देश तंत्र अजड़त्वीय तंत्र का एक उदाहरण है। m द्रव्यमान का एक कण घूमती हुई डिस्क पर गतिमान है गतिमान कण डिस्क पर बद्ध निर्देश तंत्र के सापेक्ष बल `F_("rot")` तथा एक जड़त्वीय निर्देश तंत्र के सापेक्ष बल `F_("in")` को महसूस करता है। `F_("rot")` और `F_("in")` के बीच का संबंध निम्नलिखित समीकरण में दिया गया है।
`F_("rot")=F_("in")+2m(v_("rot")hati)xxomega hatk+m(omegahatkxxrhati)xxomegahatk`
यहा पर `v("rot")` घूमते हुए निर्देश तंत्र में कण का वेग है तथा r कण का डिस्क के मध्य बिंदु के सापेक्ष स्थिति है।
माना कि R त्रिज्या की एक डिस्क, जिसमें व्यास के समांतर एक घर्षणरहित खांचा है एक स्थिर कोणीय गति `omega` से अपने अक्ष पर वामावर्त दिशा में घूम रही है। एक निर्देश तंत्र मानिए जिसका मूलबिंदु डिस्क के मध्य बिंदु पर है एवं X-अक्ष खांचे के समांतर है। Y- अक्ष खांचे के अभिलम्ब पर है एवं Z- अक्ष घूमने वाले अक्ष के समांतर है `(omega=omega hatk)` ।`m` द्रव्यमान वाले एक छोटे गुटके को समय t=0 र `=(R/2)hati` बिंदु पर धीरे से इस तरह से रखा जाता है कि वह सिर्फ खांचे में ही चल सके। गुटके पर डिस्क की नेट प्रतिक्रिया है

A

`1/2 m omega^(2)(e^(2omegat)-e^(-2omegat))hatj+mg hatk`

B

`1/2 m omega^(2) R(e^(omegat)-e^(-omegat))hatj+mghatk`

C

`-momega^(2)R cos omega t hatj -mg hatk`

D

`m omega^(2) R sin omega t hatj-mg hatk`

लिखित उत्तर

Verified by Experts


`:'F_("rot")=F_("in")+2m(v_("rot")hati)xxomega hatk+m(omegahatkxxrhati)xxomegahatk`
`implies mr omega^(2)hati=F_("in")+2mv_("rot")omega(-hatj)+m omega^(2)rhati`
`:.vecF_("in")=2mv_(r)omegahatj`
`:'r=R/4[e^(omegat)+e^(-omegat)]`
`implies(dr)/(dt)=v_(r)=R/4[omegae^(omegat)-omegae^(-omegat)]`
`impliesF_("in")=2m(Romega)/r[e^(omegat)-e^(-omegat)]omegahatj`
`impliesF_("in")=(mRomega^(2))/2[e^(omegat)-e^(-omegat)]hatj`
अतः चकती सतह के कारण प्रतिक्रिया
`F_("reaction")=(mRomega^(2))/2[e^(omegat)-e^(-omegat)]hatj+mghatk`
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