द्रव्यमान m और त्रिज्या r का एक गोला, त्रिज्या r << R के एक घूर्णी क्षैतिज बेलन के अंदर रखा गया है। जैसे ही बेलन का कोणीय त्वरण, β, धीरे-धीरे बढ़ता है, β का अधिकतम मान ज्ञात कीजिए जो गोले को A से क्षैतिज बिंदु B तक पहुँचने में सक्षम बनाता है।

प्रयुक्त अवधारणा:

द्रव्यमान m और त्रिज्या r का एक छोटा गोला, त्रिज्या R के एक घूर्णनशील क्षैतिज बेलन के अंदर रखा गया है। घर्षण के कारण गोला बेलन के अंदर शुद्ध लोटनिक गति करता है।

गणना:

लोटन की स्थिति को लागू करने पर:

⇒ βr = (g sinθ + βr) / (1 + 2/5)

⇒ (7/5) βr - βr = g sinθ

⇒ θ = sin⁻¹ (2βr / 5g)

गोले को बिंदु B तक पहुँचने के लिए आवश्यक अधिकतम कोणीय त्वरण (β) है:

⇒ β = (5g) / (2R)

सही विकल्प: विकल्प 4 है।