science
Motion
पडताळलेले उत्तर (Verified)
MPSC सराव प्रश्न:
खालीलपैकी कोणते उदाहरण एकसमान वर्तुळाकार गतीचे वर्णन करते?
Which of the following describes an example of uniform circular motion?
पर्याय (Options):
A
अचूक उत्तर (Official Answer)
एका स्थिर गतीने फिरणारे पंख्याचे पाते
B
उर्ध्व दिशेने फेकलेला चेंडू
C
एखादी गाडी वेगाने जात आहे
D
एखादी ट्रेन तिच्या रुळांवरून जात आहे
सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (1)
या प्रश्नाचे योग्य उत्तर आहे एका स्थिर गतीने फिरणारे पंख्याचे पाते.
महत्वाचे मुद्दे
• एकसमान वर्तुळाकार गती (UCM): म्हणजे वस्तूची वर्तुळाकार मार्गावर स्थिर गतीने होणारी गती. गती स्थिर असली तरी, वेगाची दिशा सतत बदलत असते, त्यामुळे अभिकेंद्री प्रवेग निर्माण होतो.
• एका स्थिर गतीने फिरणारे पंख्याचे पाते: पंख्याच्या पात्याची गती एकसमान वर्तुळाकार असते कारण पात्यावरील प्रत्येक बिंदू एका स्थिर गतीने वर्तुळाकार मार्गावर फिरतो आणि अभिकेंद्री बल केंद्राच्या दिशेने कार्य करते. हे UCM चे योग्य उदाहरण आहे.
• उर्ध्व दिशेने फेकलेला चेंडू: ही गती रेषीय (वर्तुळाकार नाही) आहे आणि गुरुत्वाकर्षणामुळे प्रभावित होते, त्यामुळे चेंडू वर जाताना त्याचा वेग कमी होतो आणि खाली येताना वाढतो. म्हणून, हे UCM चे उदाहरण नाही.
• एखादी गाडी वेगाने जात आहे: गाडीची गती सामान्यतः सरळ किंवा वक्र मार्गावर बदलत्या वेगाने आणि दिशेने असते. वेग आणि प्रवेग दोन्ही बदलतात, ज्यामुळे ती असमान गती होते. हे UCM चे उदाहरण नाही.
• एखादी ट्रेन तिच्या रुळांवरून जात आहे: जोपर्यंत ट्रेन वर्तुळाकार मार्गावर स्थिर वेगाने जात आहे असे नमूद केले जात नाही, तोपर्यंत ही सामान्यतः रेषीय गती असते. म्हणून, हे UCM चे उदाहरण नाही.
अतिरिक्त माहिती
• एकसमान वर्तुळाकार गतीची वैशिष्ट्ये (UCM):
• स्थिर गती: गतीचे परिमाण गती दरम्यान अपरिवर्तित राहते.
• बदलती वेगाची दिशा: वस्तू वर्तुळात फिरत असल्याने, वेगाची दिशा सतत बदलते.
• अभिकेंद्री प्रवेग: प्रवेग वर्तुळाच्या केंद्राच्या दिशेने असतो आणि वेगाची दिशा बदलण्यासाठी जबाबदार असतो.
• अभिकेंद्री बल: वस्तू वर्तुळाकार गतीमध्ये राहण्यासाठी जे बल आवश्यक असते ते वर्तुळाच्या केंद्राच्या दिशेने कार्य करते.
• उदाहरणे: पृथ्वीभोवती फिरणारा उपग्रह, दोरीला बांधलेला दगड आणि वर्तुळात फिरवला जाणारा दगड आणि सूर्याभोवती फिरणारे ग्रह.
• असमान वर्तुळाकार गती:
• जर वर्तुळाकार मार्गावर फिरणाऱ्या वस्तूची गती बदलली, तर तिला असमान वर्तुळाकार गती म्हणतात.
• या स्थितीत, स्पर्शरेषेतील प्रवेग (गती बदलल्यामुळे) आणि अभिकेंद्री प्रवेग (दिशा बदलल्यामुळे) दोन्ही उपस्थित असतात.
• एकसमान आणि असमान वर्तुळाकार गतीमधील फरक:
• एकसमान वर्तुळाकार गती: बदलत्या वेगाच्या दिशेने स्थिर गती; फक्त अभिकेंद्री प्रवेग उपस्थित असतो.
• असमान वर्तुळाकार गती: वेगाची बदलती गती आणि दिशा; अभिकेंद्री आणि स्पर्शरेषेतील प्रवेग दोन्ही उपस्थित असतात.
• UCM चे उपयोग:
• कृत्रिम उपग्रह: उपग्रह गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीभोवती एकसमान वर्तुळाकार गतीमध्ये फिरतात.
• वाहनांचे टर्न: वर्तुळाकार वळणे घेणारी वाहने अभिकेंद्री बलाची संकल्पना दर्शवतात.
• मनोरंजन राइड्स: मनोरंजन पार्कमधील अनेक राइड्स रोमांचक आणि सुरक्षित अनुभव सुनिश्चित करण्यासाठी एकसमान वर्तुळाकार गतीच्या तत्त्वांचा वापर करतात.