समान त्रिज्या $R$ वाले लेकिन $M$ और $4M$ द्रव्यमान वाले दो एकसमान ठोस गोलों के केंद्रों के बीच की दूरी $6R$ है,जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। दोनों गोलों को स्थिर रखा गया है। $m$ द्रव्यमान के एक प्रक्षेप्य को $M$ द्रव्यमान वाले गोले की सतह से सीधे दूसरे गोले के केंद्र की ओर प्रक्षेपित किया जाता है। प्रक्षेप्य की न्यूनतम चाल $v$ के लिए व्यंजक प्राप्त करें ताकि वह दूसरे गोले की सतह तक पहुँच सके।

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) प्रक्षेप्य पर दोनों गोलों द्वारा परस्पर विपरीत गुरुत्वाकर्षण बल कार्य करते हैं। उदासीन बिंदु $N$ वह स्थिति है जहाँ दोनों बल एक-दूसरे को पूरी तरह से निरस्त कर देते हैं। यदि $ON = r$ है,तो:
$\frac{GMm}{r^2} = \frac{4GMm}{(6R - r)^2}$
$(6R - r)^2 = 4r^2$
$6R - r = \pm 2r$
$r = 2R$ या $r = -6R$ (ऋणात्मक मान को छोड़ते हुए क्योंकि यह गोलों के बीच के क्षेत्र के बाहर है)।
अतः,उदासीन बिंदु केंद्र $O$ से $r = 2R$ की दूरी पर है।
प्रक्षेप्य को ऐसी चाल से प्रक्षेपित करना पर्याप्त है कि वह $N$ तक पहुँच सके। उसके बाद,$4M$ द्रव्यमान वाले गोले का अधिक गुरुत्वाकर्षण बल उसे दूसरे गोले की ओर खींच लेगा।
$M$ द्रव्यमान वाले गोले की सतह पर यांत्रिक ऊर्जा:
$E_i = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{GMm}{R} - \frac{4GMm}{5R}$
उदासीन बिंदु $N$ पर,चाल शून्य के निकट पहुँच जाती है। $N$ पर यांत्रिक ऊर्जा केवल स्थितिज ऊर्जा है:
$E_N = -\frac{GMm}{2R} - \frac{4GMm}{4R} = -\frac{GMm}{2R} - \frac{GMm}{R} = -\frac{3GMm}{2R}$
यांत्रिक ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत के अनुसार $(E_i = E_N)$:
$\frac{1}{2}mv^2 - \frac{GMm}{R} - \frac{4GMm}{5R} = -\frac{3GMm}{2R}$
$\frac{1}{2}v^2 = \frac{GM}{R} + \frac{4GM}{5R} - \frac{3GM}{2R} = \frac{GM}{R} \left( 1 + 0.8 - 1.5 \right) = \frac{GM}{R} (0.3) = \frac{3GM}{10R}$
$v^2 = \frac{6GM}{10R} = \frac{3GM}{5R}$
$v = \sqrt{\frac{3GM}{5R}}$

Explore More

Similar Questions

पृथ्वी की त्रिज्या $R$ है। यदि किसी पिंड को पृथ्वी की सतह से $3R$ की ऊँचाई पर ले जाया जाता है,तो स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन होगा:

Difficult
View Solution

$m$ द्रव्यमान का एक पिंड पृथ्वी की सतह पर रखा गया है। इसे पृथ्वी की सतह से $h = 3R$ की ऊँचाई तक ले जाया जाता है ($R$ पृथ्वी की त्रिज्या है)। पिंड की गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन है

एक पिंड पृथ्वी के केंद्र से $R_0$ दूरी से विरामावस्था से चलना शुरू करता है। पृथ्वी की सतह पर पहुँचने पर पिंड द्वारा प्राप्त वेग क्या होगा? ($R=$ पृथ्वी की त्रिज्या,$M=$ पृथ्वी का द्रव्यमान)

यदि पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वीय त्वरण $g$ है,तो $m$ द्रव्यमान की वस्तु को पृथ्वी की सतह से उसकी त्रिज्या के आधे के बराबर ऊँचाई तक उठाने में स्थितिज ऊर्जा में वृद्धि कितनी होगी?

Difficult
View Solution

दो द्रव्यमान $m_1$ और $m_2$ अनंत पर विरामावस्था में हैं। जब उनके बीच की दूरी $d$ हो,तो गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण उनके सापेक्ष दृष्टिकोण का वेग ज्ञात कीजिए।

Difficult
View Solution

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo