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JEE Mains · Physics · STD 11 - 6.कणो के निकाय तथा घूर्णी गति
  • JEE Mains 2019
  • कठिन
  • MCQ

जड़त्व आघूर्ण \(I _{1}\) तथा \(\frac{ I _{1}}{2}\) की दो समअक्षीय डिस्क कोणीय वेग \(\omega_{1}\) तथा \(\frac{\omega_{1}}{2}\), क्रमश :, से अपनी उभयनिष्ठ अक्ष के परित: घूम रहीं है। जब दोनों डिस्क को सटा दिया जाता है तो वे बराबर कोणीय वेग से घूमते है। यदि \(E _{ f }\) तथा \(E _{ i }\) अंतिम एवं प्रारम्भिक कुल ऊर्जाएँ हों तो \(\left( E _{ f }- E _{ i }\right)\) का मान होगा ।

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सही उत्तर

(D) \( - \frac{{{I_1}\omega _1^2}}{{24}}\)

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विस्तृत व्याख्या

\({E_i} = \frac{1}{2}{I_1} \times \omega _1^2 + \frac{1}{2}\frac{I}{2} \times \frac{{\omega _1^2}}{4}\)

\( = \frac{{{I_1}\omega _1^2}}{2}\left( {\frac{9}{8}} \right) = \frac{9}{{16}}{I_1}\omega _1^2\)

\({I_1}{\omega _1} + \frac{{{I_1}\omega { _1}}}{4} = \frac{{3{I_1}}}{2}\omega \,\,\,;\,\,\,\frac{5}{4}{I_1}{\omega _1} = \frac{{3{I_1}}}{2}\omega \)

\(\omega  = \frac{5}{6}{\omega _1}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,;\,\,\,\,\,\,\,{E_f} = \frac{1}{2} \times \frac{{3{I_1}}}{2} \times \frac{{25}}{{36}}\omega _1^2\)

\( = \frac{{25}}{{48}}{I_1}\omega _1^2\)

\( \Rightarrow {E_f} - {E_i} = {I_1}\omega _1^2\frac{{25}}{{49}} - \frac{{ - 2}}{{48}}{I_2}\omega _1^2\)

\( = \frac{{25}}{{48}}{I_1}\omega _1^2\)

\( \Rightarrow {E_f} - {E_i} = {I_1}\omega _1^2\left( {\frac{{25}}{{48}} - \frac{9}{{16}}} \right) = \frac{{ - 2}}{{48}}{I_1}\omega _1^2\)

\( = \frac{{ - {I_1}\omega _1^2}}{{24}}\)

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