লগইন করুন
আমাদের ওয়েবসাইটের সকল সুবিধা পেতে লগইন করুন
আপনার পছন্দের থিম বেছে নিন।
একটি নিরেট গোলক যখন গড়াতে থাকে তখন ঘূর্ণন গতিশক্তি মোট গতিশক্তির শতকরা কত ভাগ?
28.57
ধরা যাক, একটি নিরেট গোলকের ভর \( M \) এবং ব্যাসার্ধ \( R \)। যখন গোলকটি গড়াতে থাকে, তখন এর মোট গতিশক্তি দুই ভাগে বিভক্ত হয়:
গোলকের গড়ানোর জন্য, এর ঘূর্ণন ও অনুলিপি (translational) গতি সমানুপাতিক।
প্রথমে, গোলকের ভর কেন্দ্রের গতি \( v \) এবং ঘূর্ণন গতি \( \omega \) এর মধ্যে সম্পর্ক রয়েছে:
\( v = \omega R \)
গোলকের মোট গতি সংক্রান্ত শক্তি হলো:
\( KE_{total} = KE_{translational} + KE_{rotational} \)
এখানে:
\( KE_{translational} = \frac{1}{2} M v^2 \)
\( KE_{rotational} = \frac{1}{2} I \omega^2 \)
গোলকের নিরেট হওয়ায়, তার ঘূর্ণনের জন্য ধ্রুবক অুণুপাতের জন্য ইরেকট্রিক্স (moment of inertia) হলো:
\( I = \frac{2}{5} M R^2 \)
অতএব, ঘূর্ণন গতি \( \omega \) এর জন্য:
\( KE_{rotational} = \frac{1}{2} \times \frac{2}{5} M R^2 \times \omega^2 = \frac{1}{5} M R^2 \omega^2 \)
এবং, কারণ \( v = \omega R \), তাহলে:
\( KE_{rotational} = \frac{1}{5} M v^2 \)
অতএব, মোট শক্তি:
\( KE_{total} = \frac{1}{2} M v^2 + \frac{1}{5} M v^2 = \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{5} \right) M v^2 = \left( \frac{5}{10} + \frac{2}{10} \right) M v^2 = \frac{7}{10} M v^2 \)
অর্থাৎ, ঘূর্ণন শক্তির হারাধিকার:
\( KE_{rotational} = \frac{1}{5} M v^2 \)
অতএব, মোট শক্তির মধ্যে ঘূর্ণন শক্তির শতাংশ:
\[
\text{প্রতिशत} = \left( \frac{KE_{rotational}}{KE_{total}} \right) \times 100 = \left( \frac{\frac{1}{5} M v^2}{\frac{7}{10} M v^2} \right) \times 100 = \left( \frac{\frac{1}{5}}{\frac{7}{10}} \right) \times 100 = \left( \frac{1/5}{7/10} \right) \times 100
\]
= \left( \frac{1/5 \times 10/7} \right) \times 100 = \left( \frac{10}{35} \right) \times 100 = \frac{2}{7} \times 100 \approx 28.57\%
সুতরাং, একটি নিরেট গোলক যখন গড়াতে থাকে, তখন তার মোট শক্তির কত ভাগ ঘূর্ণন শক্তি তা প্রায় 28.57%।