એક ઉપગ્રહ $v$ જેટલી અચળ ઝડપથી એક વર્તુળાકાર કક્ષામાં પૃથ્વીની ફરતે ભ્રમણ કરે છે. એક $m$ દળ ધરાવતા પદાર્થને ઉપગ્રહ પરથી એવી રીતે ફેંકવામાં આવે છે કે જેથી તે પૃથ્વીના ગુરૂત્વાકર્ષણના ખેંચાણથી મુક્ત થાય. પદાર્થના મુક્ત કરવાના સમયે તેની ગતીઊર્જા કેટલી હશે?

સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો :

$(a)$ જો અનંત અંતરે સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય લેવામાં આવે તો કક્ષામાં ભ્રમણ કરતા ઉપગ્રહની કુલ ઊર્જા તેની ગતિઊર્જા / સ્થિતિઊર્જાના ઋણ મૂલ્ય જેટલી હોય છે.

$(b)$ કક્ષામાં ભ્રમણ કરતા ઉપગ્રહને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણની બહાર મોકલી દેવા માટે આપવી પડતી ઊર્જા, તે ઉપગ્રહના સ્થાને જ સ્થિર રહેલા કોઈ પદાર્થને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણમાંથી બહાર મોકલવા માટે જરૂરી ઊર્જા કરતાં વધુ / ઓછી હોય છે.

જ્યારે $m$ દળનાં પદાર્થને પૃથ્વીની સપાટી થી $n R$ ઊંચાઈ એ લઈ જવામાં આવે તો સ્થિતિ ઉર્જામાં થતો ફેરફાર શું હશે ? ($R$ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા)

$2 {M}$ દળના પદાર્થને ચાર $\{{m}, {M}-{m}, {m}, {M}-{m}\}$ દળના ટુકડામાં વિભાજિત કરીને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ચોરસમાં ગોઠવેલા છે. જ્યારે ગુરુત્વાકર્ષી સ્થિતિઉર્જા મહતમ હોય ત્યારે $\frac{{M}}{{m}}$ નો ગુણોત્તર ${x}: 1$ મળતો હોય તો $x$ નું મૂલ્ય કેટલું કેટલું હશે?

પૃથ્વીની આસપાસ ગતિ કરતાં ઉપગ્રહ માટે નીચેના આલેખનો આકાર જણાવો.

$(a)$ $KE$ $\to $ કક્ષીય ત્રિજ્યા $R$

$(b)$ $PE$ $\to $ કક્ષીય ત્રિજ્યા $R$

$(c)$ કુલ ઊર્જા $E$ $\to $ કક્ષીય ઊર્જા $R$