जैसा कि दिखाया गया है, एक वलय एक सीधी पटरी पर लुढ़क रहा है। वलय के सबसे ऊपरी बिंदु को चिह्नित किया गया है।

निम्नलिखित में से कौन सा आरेख मूल स्थिति (डैशदार वृत्त द्वारा दिखाया गया) के सापेक्ष बाद के समय में वलय की संभावित स्थिति को दर्शाता है?

संप्रत्यय:

स्थानांतरीय गति: वलय का केंद्र एक सरल रेखा में आगे बढ़ता है, एक नियत गति बनाए रखता है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि वलय एक समतल सतह पर गतिमान है।

घूर्णी गति: साथ ही, वलय अपने केंद्र के चारों ओर घूम रहा है। वलय पर प्रत्येक बिंदु वलय के केंद्र के सापेक्ष एक वृत्ताकार पथ का अनुसरण करता है।

व्याख्या:

जब कोई वलय बिना फिसले लुढ़कता है, तो वलय पर किसी भी बिंदु की गति को घूर्णी और स्थानांतरीय गति के संयोजन द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

मुख्य अवलोकन यह है कि वह बिंदु जो वलय के शीर्ष पर है, वलय के केंद्र के सापेक्ष एक वृत्ताकार चाप का अनुसरण करेगा, जबकि पूरा वलय लुढ़कने के कारण आगे बढ़ रहा है।

जैसे ही वलय लुढ़कता है, सबसे ऊपरी बिंदु (चिह्नित वाला) आगे, नीचे और वलय की परिधि के चारों ओर गति करता है जबकि पूरा वलय भी पटरी के साथ आगे बढ़ता है।

कुछ लुढ़कने के बाद, चिह्नित बिंदु नीचे आ जाएगा क्योंकि वलय घूमता है और अंततः अपने प्रारंभिक बिंदु की तुलना में वलय पर एक निचली स्थिति में पहुँच जाएगा।

स्थिति B सही व्यवहार दिखाती है, जहाँ चिह्नित बिंदु लुढ़कने वाली गति के लिए अपेक्षित रूप से आगे और नीचे चला गया है।

इसलिए, विकल्प 2 ) सही उत्तर है।