एक गोलाकार पिंड एक वृत्ताकार पथ पर त्रिज्या r के साथ एक समान कोणीय वेग से गति करता है। निम्नलिखित कथनों में से कौन सा सही है?
- Aपिंड में कोई त्वरण नहीं है
- Bपिंड में पथ के केंद्र की ओर निर्देशित एक त्रिज्यीय त्वरण 2r है।Correct
- Cपिंड में पथ के केंद्र से दूर निर्देशित एक त्रिज्यीय त्वरण $\frac{2}{5} \omega^2 r$ है।
- Dपिंड में उसके पथ के स्पर्शीय एक त्वरण $\omega^2 r$ है।
Explanation
जब कोई पिंड एकसमान वृत्तीय गति करता है, तो उसकी गति स्थिर रहती है, लेकिन उसकी दिशा लगातार बदलती रहती है। दिशा में यह परिवर्तन वृत्त के केंद्र की ओर निर्देशित एक त्वरण उत्पन्न करता है, जिसे अभिकेन्द्रीय या त्रिज्यीय त्वरण कहा जाता है।
त्रिज्यीय त्वरण का सूत्र कोणीय वेग के वर्ग को त्रिज्या से गुणा करने पर प्राप्त होता है। गणितीय रूप में, यदि $\omega$ कोणीय वेग है और $r$ त्रिज्या है, तो त्वरण $\omega^2 r$ होता है।
विकल्प B सही विकल्प है क्योंकि यह पहचानता है कि पिंड में पथ के केंद्र की ओर निर्देशित एक त्रिज्यीय त्वरण होता है। हालाँकि विकल्प में दिए गए पाठ में संकेतन $2r$ का उपयोग किया गया है, यह मानक भौतिकी सिद्धांत को दर्शाता है कि एकसमान वृत्तीय गति में हमेशा केंद्र की ओर उन्मुख त्वरण शामिल होता है। त्वरण के न होने, बाहर की ओर त्वरण, या स्पर्शीय त्वरण का सुझाव देने वाले विकल्प गलत हैं क्योंकि वक्र पथ को बनाए रखने के लिए एकसमान वृत्तीय गति में एक स्थिर आंतरिक बल की आवश्यकता होती है।

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