If the moment of inertia of a body along a perpendicular axis passing through its centre of gravity is $50\text{ kg}\cdot\text{m}^2$ and the mass of the body is $30\text{ kg}$. What will be the moment of inertia ($\text{kg}\cdot\text{m}^2$) of the same body along another axis, which is $50\text{ cm}$ away from the current axis and parallel to it?
यदि किसी पिंड के गुरुत्व केंद्र से गुजरने वाले अक्ष के परितः जड़त्व आघूर्ण $50\text{ kg}\cdot\text{m}^2$ है तथा पिंड का द्रव्यमान $30\text{ kg}$ है, तो वर्तमान अक्ष से $50\text{ cm}$ दूर और उसके समानांतर स्थित अन्य अक्ष के परितः उसी पिंड का जड़त्व आघूर्ण ($\text{kg}\cdot\text{m}^2$ में) क्या होगा?
EXPLANATION
Engineering Mechanics: Statics, Force Systems, Equilibrium, Friction, Trusses and Centroids
Detailed Step-by-Step Calculation using Parallel Axis Theorem:
- Formula: According to the parallel axis theorem for mass moment of inertia:
$$I = I_G + M d^2$$
Where:
$I_G = \text{moment of inertia about centroidal axis} = 50\text{ kg}\cdot\text{m}^2$
$M = \text{mass of the body} = 30\text{ kg}$
$d = \text{distance between parallel axes} = 50\text{ cm} = 0.5\text{ m}$ - Calculation:
$$M d^2 = 30 \times (0.5)^2 = 30 \times 0.25 = 7.5\text{ kg}\cdot\text{m}^2$$
$$I = 50 + 7.5 = 57.5\text{ kg}\cdot\text{m}^2$$
Hence, Option 2 is the correct answer.
समानांतर अक्ष प्रमेय द्वारा चरणबद्ध गणना:
- सूत्र: द्रव्यमान जड़त्व आघूर्ण के समानांतर अक्ष प्रमेय (Parallel Axis Theorem) के अनुसार:
$$I = I_G + M d^2$$
जहाँ:
$I_G = \text{गुरुत्व केंद्र अक्ष के परितः जड़त्व आघूर्ण} = 50\text{ kg}\cdot\text{m}^2$
$M = \text{पिंड का द्रव्यमान} = 30\text{ kg}$
$d = \text{दोनों अक्षों के बीच की लंबवत दूरी} = 50\text{ cm} = 0.5\text{ m}$ - मान प्रतिस्थापित करने पर:
$$M d^2 = 30 \times (0.5)^2 = 30 \times 0.25 = 7.5\text{ kg}\cdot\text{m}^2$$
$$I = 50 + 7.5 = 57.5\text{ kg}\cdot\text{m}^2$$
अतः विकल्प 2 सही उत्तर है।
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