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JEE Mains · Physics · STD 11 - 6.कणो के निकाय तथा घूर्णी गति
  • JEE Mains 2014
  • कठिन
  • MCQ

द्रव्यमान \(M_{c}\) के एक बेलन एवं द्रव्यमान \(M_{S}\) के एक गोले को क्रमश: दो आनत तलों के बिन्दुओं \(A\) एवं \(B\) पर रखा गया है। (चित्र देखें) । यदि वे बिना फिसले आनत तल पर इस प्रकार लुढ़कते हैं कि उनके त्वरण एक समान है, तब अनुपात \(\frac{\sin \theta_{C}}{\sin \theta_{S}}\) है :

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सत्यापित हल

उत्तर और हल

सही उत्तर

(D) \(\frac{15}{14}\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

As we know,

Acceleration, \(a = \frac{{mg\sin \theta }}{{m + \frac{I}{{{r^2}}}}}\)

\(\begin{array}{l}
\,For\,cylinder,\,{a_c} = \frac{{{M_c}g.\sin {\theta _c}}}{{{M_c} + \frac{1}{2}\frac{{{M_c}{R^2}}}{{{R^2}}}}}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{{{M_c}g.\sin {\theta _c}}}{{{M_c} + \frac{{{M_c}{R^2}}}{{2{R^2}}}}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
or,\,\,\,{a_c} = \frac{2}{3}g\sin \,{\theta _c}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,For\,sphere,\\
\,\,\,\,\,{a_s} = \frac{{{M_s}g\sin {\theta _s}}}{{{M_s} + \frac{{{I_s}}}{{{r^2}}}}}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \frac{{{M_s}g\sin {\theta _s}}}{{{M_s} + \frac{2}{5}\frac{{M{R^2}}}{{{R^2}}}}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
or,\,\,\,\,\,\,\,{a_s} = \frac{5}{7}g\sin {\theta _s}\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,given,\,{a_c} = {a_s}\\
i.e.,\,\,\frac{2}{3}g\sin {\theta _c} = \frac{5}{7}g\sin {\theta _s}\\
\therefore \,\,\frac{{\sin {\theta _c}}}{{\sin {\theta _s}}} = \frac{{\frac{5}{7}g}}{{\frac{2}{3}g}} = \frac{{15}}{{14}}
\end{array}\)

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