चित्र में दिखाए अनुसार,$R$ त्रिज्या के एक समान ठोस गोले में दो गोलाकार गुहिकाएं (cavities) बनाई गई हैं। गुहिकाओं की सीमाएं गोले के केंद्र पर स्पर्श करती हैं। गुहिकाओं के केंद्र और गोले का केंद्र $X$-अक्ष पर स्थित हैं। गुहिकाएं बनाने से पहले ठोस गोले का द्रव्यमान $M$ था। ठोस गोले के केंद्र से $d$ दूरी पर स्थित बिंदु द्रव्यमान $m$ पर गुरुत्वाकर्षण बल क्या होगा?

  • A
    $\frac{G M m}{d^2}\left[1-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1+\frac{R}{2 d}\right)^2}-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1-\frac{R}{2 d}\right)^2}\right]$
  • B
    $\frac{G M m}{d^2}\left[1-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1+\frac{R}{d}\right)^2}-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1-\frac{R}{d}\right)^2}\right]$
  • C
    $\frac{G M m}{d^2}\left[1-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1+\frac{d}{R}\right)^2}-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1-\frac{d}{R}\right)^2}\right]$
  • D
    $\frac{G M m}{d^2}\left[1-\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1+\frac{d}{R}\right)^2}+\frac{1}{8} \frac{1}{\left(1-\frac{d}{R}\right)^2}\right]$

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$m_1$ और $m_2$ द्रव्यमान के दो पिंड शुरू में अनंत दूरी पर स्थिर हैं। फिर उन्हें पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के तहत एक-दूसरे की ओर बढ़ने दिया जाता है। उनके बीच $r$ दूरी होने पर उनका सापेक्ष दृष्टिकोण वेग (relative velocity of approach) क्या होगा?

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