$1\, m$ લંબાઈ સાથે બાંધેલ એક નાનો ગોળો એક ઉર્ધ્વ વર્તુળ દર્શાવે છે કે જેથી દોરીઓમાં મહત્તમ અને ન્યૂનતમ તણાવનો ગુણોત્તર $5:1$ છે. ગોળાનો સૌથી ઉચ્ચતમ સ્થાન પાસે વેગ ............ $m /s$ છે. $(g =10\, m/s^2$ લો.)
  • A$0$
  • B$10$
  • C$5$
  • D$8$
JEE MAIN 2021, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
c
Let the speed of bob at lowest position be \(v _{1}\) and at the highest position be \(v _{2}\).

Maximum tension is at lowest position and minimum tension is at the highest position. Now, using, conservation of mechanical energy,

\(\frac{1}{2} mv _{1}^{2}=\frac{1}{2} mv _{2}^{2}+ mg 2 l\)

\(\Rightarrow v _{1}^{2}= v _{2}^{2}+4 g l\) \(......(1)\)

Now \(T _{\max }- mg =\frac{ mv _{1}^{2}}{l}\)

\(\Rightarrow T _{\max }= mg +\frac{ mv _{1}^{2}}{l}\)

and \(T _{\min }+ mg =\frac{ mv _{2}^{2}}{l}\)

\(\Rightarrow T _{\min }=\frac{ mv _{2}^{2}}{l}- mg\)

\(\frac{ T _{\max }}{ T _{\min }}=\frac{5}{1}\)

\(\Rightarrow \frac{ mg +\frac{ mv _{1}^{2}}{l}}{\frac{ mv _{2}^{2}}{l}- mg }=\frac{5}{1}\)

\(\Rightarrow mg +\frac{ mv _{1}^{2}}{l}=\left[\frac{ mv _{2}^{2}}{l}- mg \right] 5\)

\(\Rightarrow mg +\frac{ m }{l}\left[ v _{2}^{2}+4 g l\right]=\frac{5 mv _{2}^{2}}{l}-5 mg\)

\(\Rightarrow mg +\frac{ mv _{2}^{2}}{l}+4 mg =\frac{5 mv _{2}^{2}}{l}-5 mg\)

\(\Rightarrow 10 mg =\frac{4 mv _{2}^{2}}{l}\)

\(v _{2}{ }^{2}=\frac{10 \times 10 \times 1}{4}\)

\(\Rightarrow v _{2}^{2}=25 \Rightarrow v _{2}=5 m / s\)

Thus, velocity of bob at highest position is \(5 m / s\)

art

Download our app
and get started for free

Experience the future of education. Simply download our apps or reach out to us for more information. Let's shape the future of learning together!No signup needed.*

Similar Questions

  • 1
    માનવનું હૃદય $10cm$ દબાણની વિરૂદ્ધમાં ધમનીઓ મારફતે $75 cc$ જેટલું રૂધિર એક ધબકારે ડિસ્ચાર્જ કરે છે. જો પ્રતિ મિનિટ $72 $ ધબકારા થતા હોય તો હૃદયનું કાર્યમ......$W$ વોટમાં ગણો. ( ઘનતા $= 13.6 g/cc $ અને $g = 9.8 m/s^2).$
    View Solution
  • 2
    એક $10 g$  ની ગોળીને $800 m/s$ વેગ સાથે છોડવામાં આવે છે. $1m$ જાડાઈની કાદવની દિવાલમાંથી પસાર થયા પછી તેનો વેગ ઘટીને  $100 m/s$  થાય છે. કાદવની દિવાલ વડે આપવામાં આવતો સરેરાશ અવરોધ.....$N$ શોધો.
    View Solution
  • 3
    એક અચળ $F$ ની અસર હેઠળ સ્થિર અવસ્થાથી શરૂ કરી $m$ દળે એક નિયત અંતર $d$ કાપવા દરમિયાન શરૂ થઈને $l$ જેટલું નિશ્ચિત અંતર કાપવા દરમિયાન $m$ દળે મેળવેલી ગતિ ઉર્જા 
    View Solution
  • 4
    $10 \;g$ દળની ગોળી રાઇફલમાંથી $1000 \;m/s$ ના પ્રારંભિક વેગથી બહાર નીકળે છે અને સમાન સ્તરે $500\; m/s$ ના વેગથી પૃથ્વી સાથે અથડાય છે. હવાના ઘર્ષણ વિરુદ્વ કરવું પડતું કાર્ય (જૂલમાં) કેટલું હશે?
    View Solution
  • 5
    $1\,kg$ દળ ધરાવતો એક પદાર્થ $3\,kg$ દળના સ્થિર પદાર્થ સાથે સ્થિતિસ્થાપક સન્મુખ સંઘાત ઉત્પન્ન કરે છે. સંધાત બાદ નાનો પદાર્થની ગતિની દિશા ઉલટાઈ જાય છે અને તે $2\,m / s$ ની ઝડપથી ગતિ કરે છે. તો સંધાત પહેલાની નાના દળવાળા પદાર્થની ઝડપ $.........ms ^{-1}$ હશે.
    View Solution
  • 6
    એક ઓલમ્પિક રમતમાં એથ્લીટ્‍સ $100$ $m$ અંતર $10$ $s$ માં કાપે છે, તો તેની અંદાજિત ગતિઊર્જાનો ગાળો કેટલો હશે?
    View Solution
  • 7
    કણની સ્થિતિઊર્જા $U = A - B{x^2} $ છે.તો કણ પર લાગતું બળ
    View Solution
  • 8
    $5\; kg$  દળના પદાર્થનું વેગમાન $10\; kg-m/s$ છે.તેના પર $0.2\; N $ બળ $ 10 \;seconds $ સમય સુધી લાગતાં ગતિઊર્જામાં થતો વધારો.....$J$
    View Solution
  • 9
    $100 m $ લંબાઇ અને $1 m$ ઉંચાઇ ધરાવતા ઢાળ પર $30,000 kg$ નો ટ્રક $30 km/hr$ ની ઝડપથી ગતિ કરે,તો ટ્રકનો પાવર કેટલા .......... $kW$ થશે?  $( g = 10m{s^{ - 1}}) $
    View Solution
  • 10
    એક $5\,kg$ દળવાળા બ્લોકને વિરામ શરૂ કરીને ખેંચવામાં આવે છે ત્યારે તેની સુંવાળી ત્રાંસી સપાટી $30^{\circ}$ નો ખૂણો ક્ષિતિજ સાથે બનાવે છે. લાગુ પડતો પ્રવેગ $1\,ms ^{-2}$ છે. $t =10\,s$ ના સમયે આરામથી તેના ખેંચાણ બળને કારણે અપાતો પાવર $........\,W$ છે. [$g =10\,ms ^{-2}$ ઉપયોગ કરો] (નજીકની પૂર્ણાક કિંમત શોધો)
    View Solution