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एक स्थिर गति के साथ वृत्त में गतिमान वस्तु की गति को त्वरित क्यों माना जाता है?
क्योंकि इसकी गति (speed) बदल रही है
क्योंकि गति की दिशा लगातार बदल रही है
क्योंकि इस पर कोई बल कार्य नहीं कर रहा है
क्योंकि यह एक सीधी रेखा में गति कर रही है
क्योंकि गति की दिशा लगातार बदल रही है
समान वृत्तीय गति को त्वरित माना जाता है क्योंकि त्वरण एक सदिश राशि है जिसे वेग के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है। भले ही वेग का परिमाण (चाल) स्थिर रहता है, लेकिन वृत्तीय पथ पर प्रत्येक बिंदु पर वेग सदिश की दिशा बदल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप गैर-शून्य त्वरण होता है।
समान वृत्तीय गति को त्वरित माना जाता है क्योंकि त्वरण एक सदिश राशि है जिसे वेग के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है। भले ही वेग का परिमाण (चाल) स्थिर रहता है, लेकिन वृत्तीय पथ पर प्रत्येक बिंदु पर वेग सदिश की दिशा बदल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप गैर-शून्य त्वरण होता है।
40 km/h की स्थिर गति से एक तीखे मोड़ पर कार चलाने के बारे में सोचें; भले ही आपके स्पीडोमीटर की रीडिंग नहीं बदलती है, आप महसूस करते हैं कि आपका शरीर किनारे की ओर धकेला जा रहा है, जो यह साबित करता है कि आपकी दिशा बदल रही है और आप त्वरण का अनुभव कर रहे हैं।
VAC: Velocity (वेग), Acceleration (त्वरण), Change (परिवर्तन - दिशा)
ac=rv2 — अभिकेंद्री त्वरण का सूत्र जहाँ v चाल है और r त्रिज्या है
v=T2πr — वृत्तीय गति में वेग जहाँ T समय अवधि है
वृत्तीय गति में, वेग सदिश हमेशा वृत्तीय पथ के स्पर्शरेखा (tangent) होता है। चूंकि वस्तु के चलते ही स्पर्शरेखा की दिशा लगातार बदलती रहती है, इसलिए वेग सदिश लगातार बदल रहा होता है। न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार, समय के साथ वेग में परिवर्तन के लिए केंद्र की ओर निर्देशित एक अभिकेंद्री बल की आवश्यकता होती है, जो अभिकेंद्री त्वरण उत्पन्न करता है।
त्वरण वेग के परिवर्तन की दर है, न कि केवल चाल की।
अभिकेंद्री त्वरण हमेशा वृत्तीय पथ के केंद्र की ओर निर्देशित होता है।
समान वृत्तीय गति में एक पिंड निरंतर त्वरण के अधीन होता है, भले ही उसकी चाल समान हो।
सूर्य के चारों ओर ग्रहों की गति
साइक्लोट्रॉन में इलेक्ट्रॉन की गति
वृत्तीय गति को बनाए रखने के लिए अभिकेंद्री बल आवश्यक है।
विकल्प A गलत है क्योंकि इस परिदृश्य में चाल को स्थिर परिभाषित किया गया है।
विकल्प C गलत है क्योंकि अभिकेंद्री बल के बिना, जड़त्व के कारण वस्तु सीधी रेखा में गति करेगी।
विकल्प D गलत है क्योंकि वृत्तीय गति परिभाषा के अनुसार एक वक्र पथ को शामिल करती है, सीधी रेखा को नहीं।
B सही है — गति की दिशा लगातार बदलती रहती है, जिससे वेग में परिवर्तन होता है और इस प्रकार त्वरण उत्पन्न होता है।
प्रतियोगी भौतिकी परीक्षाओं में हमेशा याद रखें: यदि कोई वस्तु वक्रीय पथ में चलती है, तो उसे त्वरित होना ही चाहिए, चाहे चाल स्थिर हो या बदल रही हो।