सुपर एलिवेशन (super elevation) है

Question

Examoogle · Accepted Answer

A: वाहन की गति के सीधे समानुपाती

Explanation & Concepts:
सुपर एलिवेशन (e) को सड़क की सतह पर प्रदान किए गए अनुप्रस्थ झुकाव के रूप में परिभाषित किया गया है ताकि वक्रीय पथ पर चलने वाले वाहन पर लगने वाले अभिकेंद्र बल (centrifugal force) का मुकाबला किया जा सके। चूंकि अभिकेंद्र बल वेग के वर्ग ($V^2$) के समानुपाती होता है, इसलिए किसी दिए गए त्रिज्या के लिए आवश्यक सुपर एलिवेशन डिजाइन गति के वर्ग के सीधे समानुपाती होता है।

Working Principle: जब कोई वाहन किसी वक्र से गुजरता है, तो वह एक अभिकेंद्र बल $P = \frac{WV^2}{gR}$ का अनुभव करता है। इसे संतुलित करने के लिए, वाहन का भार घटक $W \cdot e$ विपरीत दिशा में कार्य करता है। इन्हें बराबर करने पर $e + f = \frac{V^2}{gR}$ प्राप्त होता है, जो दर्शाता है कि निरंतर त्रिज्या और घर्षण गुणांक के लिए, जैसे-जैसे $V$ बढ़ता है, $e$ का बढ़ना आवश्यक है।

Key Formulas: $e + f = \frac{V^2}{gR}$ — सुपर एलिवेशन ($e$), पार्श्व घर्षण ($f$), वेग ($V$), और त्रिज्या ($R$) के बीच मौलिक संबंध; $e = \frac{V^2}{127R}$ — घर्षण को नगण्य मानने पर सुपर एलिवेशन के लिए डिजाइन सूत्र (डिजाइन गति के $75\%$ के बराबर)

Key Points: सुपर एलिवेशन सड़क के क्रॉस-सेक्शन का अंदर की ओर झुकाव है।; यह पलटने और फिसलने के विरुद्ध स्थिरता बनाए रखने में मदद करता है।; सुपर एलिवेशन का अधिकतम मान सामान्यतः मैदानी और रोलिंग इलाके के लिए 0.07 तक सीमित है।; मूल डिजाइन समीकरण में यह सड़क की चौड़ाई से स्वतंत्र है।

Advantages: वाहनों के बाहर की ओर फिसलने की प्रवृत्ति को कम करता है।; फर्श पर पहिये के दबाव का समान वितरण सुनिश्चित करता है।; वक्र से गुजरते समय यात्रियों के लिए आराम बढ़ाता है।

Disadvantages: चौराहों पर प्रदान करना कठिन है।; अत्यधिक सुपर एलिवेशन धीमी गति वाले वाहनों को अंदर की ओर फिसलने का कारण बन सकता है।; भीतरी किनारे पर जल निकासी डिजाइन में जटिलता।

Applications: राजमार्गों पर क्षैतिज वक्र।; पटरी से उतरने से रोकने के लिए रेलवे ट्रैक।; वेलोड्रोम (रेस ट्रैक) जहां उच्च गति के लिए महत्वपूर्ण बैंकिंग की आवश्यकता होती है।

Additional Info: मानक IRC:73 दिशानिर्देश मैदानी इलाके के लिए $e_{max} = 0.07$ की अनुशंसा करते हैं।. विकल्प B गलत है क्योंकि गति बढ़ने पर सुपर एलिवेशन बढ़ता है, घटता नहीं है।. विकल्प C और D गलत हैं क्योंकि बिंदु-द्रव्यमान वाहन गतिशीलता के मानक यांत्रिकी में $e$ सड़क की चौड़ाई $W$ से स्वतंत्र है।

Answer: A सही है — सुपर एलिवेशन अभिकेंद्र बल का मुकाबला करने के लिए वाहन की गति के वर्ग के सीधे समानुपाती होता है।

Exam Tip: हमेशा $V^2$ संबंध को याद रखें; डिजाइन समस्याओं में, यदि गति दोगुनी हो जाती है, तो आवश्यक सुपर एलिवेशन सैद्धांतिक रूप से चार गुना हो जाता है।

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Option B: वाहन की गति के व्युत्क्रमानुपाती

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Option C: फर्श की चौड़ाई की गति के सीधे समानुपाती

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Option D: फर्श की चौड़ाई के व्युत्क्रमानुपाती

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