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Class 11
PHYSICS
सरकस में 'मौत का कुआँ' (death-well) से आ...

सरकस में 'मौत का कुआँ' (death-well) से आप अवश्य परिचित होंगे। जो एक जालयुक्त खोखला गोलीय चैम्बर होता है जिसके भीतर के क्रियाकलापों को दर्शक बहार से देख सके। इस चैम्बर के अंदर मोटरसाइकिल चलाता हुआ व्यक्ति ऊर्ध्वाधर वृत्त (vertical circle) में घूमने के क्रम में नीच से कोई सहारा न रहने पर भी उच्चतम बिंदु से नीचे क्यों नहीं गिरता ? यदि चैम्बर की त्रिज्या 25 m हो, तो ऊर्ध्वाधर लूप (vertical loop) को पूरा करने के लिए लूप के उच्चतम बिंदु पर मोटरसाइकिल की न्यूनतम चाल कितनी होनी चाहिए ?

लिखित उत्तर

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ऊर्ध्वाधर वृत्त पर किसी कण की गति एक असमान वृत्तीय गति (nonuniform circular motion) होती है जिसके उच्चतम बिंदु पर क्रांतिक चाल (critical speed)`v_(c) = sqrt(gR)`
अब, चेम्बर के उच्चतम बिंदु पर मोटरसाइकिल एवं चालक के सम्मिलित निकाय पर ऊर्ध्वाधरतः नीचे की ओर क्रियाशील दो बल - (i) भार mg तथा (ii) अभिलंब प्रतिक्रिया N होंगे , जो निकाय को आवश्यक अभिकेंद्र बल `mv^(2) // R ` प्रदान करेंगे। स्पष्टतः संपूर्ण भार का उपयोग आंशिक अभिकेंद्र बल प्रदान करने में होता है ओर इसी कारण से निकाय नीचे नहीं गिरता।
अब चित्र 1.6 - 5 से `mg + N = mv^(2) // R ` अतः जब N = 0 तक भार पूर्णतः अभिकेंद्र बल प्रदान करता है और चाल का न्यूनतम मान `v = sqrt(Rg) = sqrt(25 m xx 10 m s^(-2)) = 15.8 m s^(-1) ~~ 16 m s^(-1)`
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