English
Hindi
5.Work, Energy, Power and Collision
hard

એક ઘર્ષણરહિત ટેબલની સપાટી પર $K$ બળ અચળાંક ધરાવતી એક દળરહિત સ્પ્રિંગને અનુક્રમે $m $ તથા $M$ ગળ ધરાવતા બે બ્લોકની વચ્ચે દબાયેલી સ્થિતિમાં રાખેલ છે. સ્પ્રિંગને મુક્ત કરતાં બંને બ્લોક એકબીજાથી વિરુદ્ધ દિશામાં વેગ પ્રાપ્ત કરે છે. સ્પ્રિંગ તેની મૂળ સામાન્ય લંબાઈ પ્રાપ્ત કરતાં બંને બ્લોક સાથે તે સંપર્ક ગુમાવે છે. જો સ્પ્રિંગને શરૂઆતમાં $x$ જેટલી દબાવવામાં આવી હોય, તો છૂટા પડતી વખતે $M$ દળના બ્લોકની ઝડપ ........હોય.

A

$\sqrt {\frac{{KM}}{{m(m + M)}}} \,.\,x$

B

$\sqrt {\frac{{KM}}{{M(M + m)}}} \,.\,x$

C

$\sqrt {\frac{{m(m + M)}}{{KM}}} \,.\,x$

D

$\sqrt {\frac{{(M + m)K}}{m}} \,.\,x$

Solution

ધારો કે,  $m$ દળના બ્લોકની ઝડપ  $ v $ અને $M $ દળના બ્લોકની ઝડપ $V$  છે.

અહીં, (બ્લોક + સ્પ્રિંગ) ના તંત્રને ધ્યાનમાં લેતાં યાંત્રિક ઊર્જા અને વેગમાન નું સંરક્ષણ થશે.

યાંત્રિક ઊર્જાના સંરક્ષણના નિયમ અનુસાર,  પ્રારંભિક યાંત્રિક ઊર્જા  =  અંતિમ યાંત્રિક ઊર્જા 

$\therefore \,\frac{1}{2}K{x^2} = \frac{1}{2}M{\upsilon ^2} + \frac{1}{2}M{V^2}\,\,\,…\,…\,…(1)$

હવે, વેગમાનના સંરક્ષણના નિયમ અનુસાર, પ્રારંભિક વેગમાન = અંતિમ વેગમાન

$\therefore MV – m\upsilon \, = \,0\,\,\,\,\therefore \,V = \frac{{m\upsilon }}{M}\,\,\,…\,\,\,…\,\,…\,\,(2)$

$V $ ની આ કિંમત સમીકરણ $(1)$  માં મુકતાં,

$\frac{1}{2}K{x^2}\, = \,\frac{1}{2}m{\upsilon ^2} + \frac{1}{2}M{\left( {\frac{{m\upsilon }}{M}} \right)^2}\,\,\,\therefore \,K{x^2}\, = \,m{\upsilon ^2}\left[ {1 + \frac{m}{M}} \right]\,\,\, = \,m{\upsilon ^2}\left[ {\frac{{M + m}}{M}} \right]\,\,\,\,$

$\therefore {\upsilon ^2}\, = \,\frac{{K{x^2}M}}{{m(M + m)}}\,\,\,\,\,\,\therefore \,\,\,\upsilon \, = \,\sqrt {\frac{{KM}}{{m(M + m)}}} \,\, \cdot \,\,x\,\,\,\,\,$

$v$ ની કિંમત સમીકરણ $(2) $ માં મુકતાં, 

$V\, = \,\frac{m}{M}\, \cdot \sqrt {\frac{{KM}}{{m(M + m)}}} \, \cdot x\,\,\,\, = \,\sqrt {\frac{{mK}}{{M(M + m)}}} \, \cdot x$

Standard 11
Physics

Similar Questions

Start a Free Trial Now

Confusing about what to choose? Our team will schedule a demo shortly.