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$4\, m$ द्रव्यमान का एक पिण्ड (वस्तु) $x y-$ समतल पर विराम अवस्था में है। इसमें अचानक विस्फोट होने पर, इसके दो भाग (प्रत्येक का द्रव्यमान $m$ है ) एक ही वेग $v$ से एवं दूसरे की लम्बवत् दिशा में गति करने लगते हैं ; तो विस्फोट के कारण जनित कुल गतिज ऊर्जा का मान...............$mv^2$ होगा
$0$
$1.5$
$2$
$4$
Solution

$\begin{array}{l}
Let\,\bar v'\,be\,velocity\,of\,third\,piece\,of\,mass\\
2m.\\
Initial\,momentum\,,\,{{\bar p}_i} = 0\left( {As\,the\,body\,is\,at\,rest} \right)\\
Final\,momentum,\,{{\bar P}_i} = mv\hat i + mv\hat j + 2m\bar v'\\
According\,to\,law\,of\,conservation\,of\\
momentum\,\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{{\bar P}_i} = {{\bar P}_f}\\
0 = mv\hat i + mv\hat j + 2m\bar v'\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\bar v' = – \frac{v}{2}\hat i – \frac{v}{2}\,\hat j
\end{array}$
$\begin{array}{l}
The\,magnitude\,of\,v'\,is\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,v' = \sqrt {{{\left( { – \frac{v}{2}} \right)}^2} + {{\left( { – \frac{v}{2}} \right)}^2}} = \frac{v}{{\sqrt 2 }}\\
Total\,kinetic\,energy\,generated\,due\,to\\
{\rm{explosion}}\,\\
= \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}\left( {2m} \right)v'2\\
= \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}\left( {2m} \right){\left( { – \frac{v}{{\sqrt 2 }}} \right)^2}\\
= m{v^2} + \frac{{m{v^2}}}{2} = \frac{3}{2}m{v^2}
\end{array}$