द्रव्यमान 'M' वाला एक अंतरिक्ष यान वेग 'v' से गतिमान है, अचानक दो टुकड़ों में टूट जाता है। विस्फोट के बाद द्रव्यमान 'm' वाला एक टुकड़ा स्थिर हो जाता है। दूसरे टुकड़े का वेग क्या है?
रेखीय संवेग संरक्षण के सिद्धांत के अनुसार,
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द्रव्यमान 'M' वाला एक अंतरिक्ष यान वेग 'v' से गतिमान है, अचानक दो टुकड़ों में टूट जाता है। विस्फोट के बाद द्रव्यमान 'm' वाला एक टुकड़ा स्थिर हो जाता है। दूसरे टुकड़े का वेग क्या है?
रेखीय संवेग संरक्षण के सिद्धांत के अनुसार,
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द्रव्यमान m का एक कण वेग u से गतिमान है, उसी द्रव्यमान के दूसरे कण से, जो विरामावस्था में है, प्रत्यास्थ संघट्ट करता है। संघट्ट के बाद प्रक्षेप्य और आघातित कण प्रारंभिक गति की दिशा से क्रमशः θ1 और θ2 कोण बनाते हुए गति करते हैं। कोणों का योग θ1 + θ2 है
यदि द्रव्यमान बराबर हैं और लक्ष्य विरामावस्था में है तथा संघट्ट के बाद दोनों द्रव्यमान अलग-अलग दिशाओं में गति करते हैं। तब वेग की दिशाओं के बीच का कोण 90° होगा, यदि संघट्ट प्रत्यास्थ है।
एक गोले को तोप से क्षैतिज दिशा से θ कोण पर v m/sec वेग से दागा जाता है। अपने पथ के उच्चतम बिंदु पर यह समान द्रव्यमान के दो टुकड़ों में विस्फोटित हो जाता है। एक टुकड़ा तोप की ओर अपने पथ पर वापस लौटता है। विस्फोट के तुरंत बाद दूसरे टुकड़े की चाल (m/sec में) है
द्रव्यमान m और वेग 3 km/h वाला एक गतिशील पिंड, द्रव्यमान 2m वाले एक स्थिर पिंड से टकराता है और उससे चिपक जाता है। अब संयुक्त द्रव्यमान गति करना शुरू करता है। संयुक्त वेग क्या होगा?
दिए गए वेगों को SI मात्रकों में परिवर्तित करने पर, गतिशील पिंड का प्रारंभिक वेग (3 km/h) = (3/3.6) m/s = 5/6 m/s है। संवेग संरक्षण का उपयोग करते हुए, (m*(5/6) + 2m0) = 3mv', जहाँ v' संयुक्त द्रव्यमान का अंतिम वेग है। इसे हल करने पर, हमें v' = (5/18) m/s = 1 km/h प्राप्त होता है।
निम्नलिखित में से कौन सा पूर्णतः अप्रत्यास्थ संघट्ट नहीं है
क्योंकि पूर्णतः अप्रत्यास्थ संघट्ट में संघट्ट करने वाले पिंड एक साथ चिपक जाते हैं और समान वेग से चलते हैं
दो समान गेंदें A और B जिनके वेग क्रमशः 0.5 m/s और -0.3 m/s हैं, एक विमा में प्रत्यास्थ रूप से टकराती हैं। टक्कर के बाद क्रमशः B और A के वेग होंगे
(b) मुख्य विचार :
प्रत्यास्थ टक्कर में, निकाय की गतिज ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है और संवेग भी संरक्षित रहता है।
यह दिया गया है कि गेंदों का द्रव्यमान समान है और टक्कर पूर्णतः प्रत्यास्थ (e=1) है, इसलिए उनके वेग आपस में बदल जाएंगे।
इस प्रकार,
प्रक्षेप्य गति में m1 और m2 द्रव्यमानों के दो कणों के वेग समय t = 0 पर क्रमशः और हैं। वे समय t0 पर टकराते हैं। उनके वेग समय 2t0 पर और हो जाते हैं, जबकि वे अभी भी वायु में गतिमान हैं।
दो-कण निकाय का संवेग, t = 0 पर है
दोनों के बीच टक्कर निकाय के कुल संवेग को प्रभावित नहीं करती है।
निकाय पर एक स्थिर बाह्य बल कार्य करता है।
समय t = 0 से तक इस बल द्वारा दिया गया आवेग है
∴ इस अंतराल में संवेग में परिवर्तन का परिमाण
द्रव्यमान m का एक गोली वेग v से गतिमान है, विरामावस्था में द्रव्यमान M के एक ब्लॉक से टकराती है और उसमें धँस जाती है। संयुक्त ब्लॉक की गतिज ऊर्जा होगी
संवेग संरक्षण द्वारा,
संयुक्त ब्लॉक का वेग
संयुक्त ब्लॉक की गतिज ऊर्जा
2 kg द्रव्यमान का एक पिंड 10 m/s के वेग से पूर्व की ओर गतिमान है। समान द्रव्यमान और समान वेग का एक अन्य पिंड उत्तर की ओर गतिमान होकर पहले पिंड से टकराता है और संयुक्त हो जाता है तथा उत्तर-पूर्व की ओर गति करता है। इसका वेग है
प्रारंभिक संवेग =
अंतिम संवेग = 2m × V
संवेग संरक्षण के नियम से
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प्रश्न में v = 10 m/s (दिया गया है)
∴
एक रस्सी 3 kg द्रव्यमान और 40 cm त्रिज्या वाले एक खोखले बेलन के चारों ओर लपेटी गई है। यदि रस्सी को 30 N के बल से खींचा जाए, तो बेलन का कोणीय त्वरण क्या होगा?
रस्सी पर लगाया गया बल बेलन के अक्ष के परितः एक बल आघूर्ण प्रदान करता है, जो F × r = 30 × 0.4 = 12 Nm द्वारा दिया जाता है। एक खोखले बेलन का अपने अक्ष के परितः जड़त्व आघूर्ण MR^2/2 होता है। बल आघूर्ण = I × α का उपयोग करने पर, हमें α = 12/(3×0.4^2/2) = 25 rad/s^2 प्राप्त होता है।
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