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Class 11
PHYSICS
दो घर्षणरहि आनत पथ, जिनमे से एक कि ढाल अ...

दो घर्षणरहि आनत पथ, जिनमे से एक कि ढाल अधिक है और दूसरे कि ढाल काम है, बिन्दु A पर मिलते है। बिन्दु A से प्रत्येक पथ पर एक-एक पत्थर को विरामावस्था से निचे सरकाया जाताहै (चित्र)। क्या ये पत्थर एक ही समय पर निचे पहुँचेगे? क्या वे वहाँ एक ही चाल से पहुँचेगे ? व्याख्या कीजिए। यदि `theta_(1), =30^(@), theta_(2)=60^(@)` और h=10 मीटर दिया है तो दोनों पथरो कि चाल एव उनके द्वारा निचे पहुँचने के लिये गये समय क्या है ?

लिखित उत्तर

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माना AB तथा AC घर्षणरहि दो आनत तल जो क्रमशः `theta_(1)` तथा `theta_(2)` कोण पर झुके है। AB उत्तरोत्तर पथ है तथा AC निम्नोत्तर पथ है।
माना `m_(1)` और `m_(2)` द्रव्यमान के दो पत्थर विरामावस्था से निचे कि और फिसलना आरम्भ करते है।

प्रत्येक तल पर A बिन्दु कि ऊँचाई A =10 मीटर विभिन्न बल प्रत्येक पत्थर पर कार्य करते है।
(i) पत्थर का भार (mg) जो ऊर्ध्वार्धरत:, निचे को कार्य करता है अपने दोनों अवयवों शेतृंज घातक `mgcostheta` तथा उर्ध्वाधर घटक `mgsin theta` में विभाजित हो जाता है।
(ii) अभिलम्ब प्रतिक्रिया जो तल के लंबवत है।
माना दो पत्थर के तलो तक पहुँचने में वेग `v_(1)` तथा `v_(2)` है। ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत अनुसार,
स्थितिज ऊर्जा में कमी = गतिज ऊर्जा में वृद्धि
पहले पत्थर के लिए,
`m_(1)gh=1/2m_(1)v_(1)^(2)` या `v_(1)=sqrt(2gh)`
दीसरे पत्थर के लिए,
`m_(2)gh=1/2m_(2)v_(2)^(2)`या `v_(2)=sqrt(2gh)`
अतः `v_(1)=v_(2)=sqrt(2gh)`
दोनों पत्थर समान वेग से निचे पहुँचेगे। पत्थरो के भरो में दोनों अवयव में प्रदर्शित किये गये है। यदि `a_(1)` तथा `a_(2)` दोनों पत्थरो के त्वरण हो, तो उनके भार के क्षैतिज घटक क्रमशः `m_(1)g costheta_(1)` तथा `m_(2)g costheta_(2)` होंगे तथा भार के यह क्षैतिज घातक अभिलम्ब प्रतिक्रिया `R_(1)` तथा `R_(2)`के द्वारा सन्तुलित रहते है।
पत्थरो पर लगे कुल बल `m_(1)gsintheta_(1)` तथा `m_(2)g sin theta_(2)` है जो निचे कि और कार्य करते है तथा या बल इन बालो के कारन पत्थर गति करते है।
`m_(1)a_(1)=m_(1)g sintheta_(1)`
या `a_(1)=g sin theta_(1)`
इसी प्रकार, `m_(2)a_(2)=m_(2)g sintheta_(2)`
या `a_(2)=gsin theta_(2)` और `theta_(2)=30^(@)`
तथा `theta_(1)=60^(@)`
`thereforea_(1)=gsin30^(@)` =gxx1/2=g/2`
तथा `a_(2)gta_(1)` या `(a_(2))/(a_(1))gt1`
गति की समीकरण से, `v=u+at` अथवा `v=0+at`
`(u=0` क्योकि दोनों पत्थर विरामावस्था में है)
या `v=at`
या `a=v/t`
चूँकि दोनों पत्थर समान वेग से तल पर पहुँचते है इसलिये वेग नियत है।
`thereforeaprop1/t` या `tprop1/a`
`therefore(t_(1))/(t_(2))=(a_(2))/(a_(1))`
लेकिन, `(a_(2))/(a_(1))gt1`
`therefore(t_(1))/(t_(2))gt1`
या `t_(1)gtt_(2)`
अतः दूसरे पत्थर से तल पर पहुँचने में कम समय लेगा।
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