કોઈ કણ $r$ ત્રિજ્યા ના વર્તુળાકાર પથ પર બળ $F\, = \alpha r^2$ ની અસર હેઠળ ગતિ કરે છે, જે કેન્દ્ર તરફ લાગેલું છે. તો કણની ની કુલ યાંત્રિક ઉર્જા (ગતિઉર્જા + સ્થિતિઉર્જા) કેટલી થાય? (સ્થિતિઉર્જા $= 0$ for $r\, = 0$)
  • A$\frac{1}{2}\alpha {r^3}$
  • B$\frac{5}{6}\alpha {r^3}$
  • C$\frac{4}{3}\alpha {r^3}$
  • D$\alpha {r^3}$
JEE MAIN 2015, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
b
As we Known, \(dU = F.dr\)

\(\begin{gathered}
  U = \int\limits_0^r {\alpha {r^2}} dr = \frac{{a{r^3}}}{3}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,...\left( i \right) \hfill \\
  As,\,\,\frac{{m{v^2}}}{r} = \alpha {r^2} \hfill \\
   \Rightarrow \,\frac{1}{2}m{v^2} = \frac{{\alpha \,{r^3}}}{2} \hfill \\
  or,\,\,\left( {KE} \right) = \frac{1}{2}\,\alpha {r^3}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,...\left( {ii} \right) \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Total energy = Potential energy + kinetic energy

Now, from eqn \((i)\) and \((ii)\) 

Total energy \(= K.E. + P.E.\)

\( = \frac{{\alpha {r^3}}}{3} + \frac{{\alpha {r^3}}}{2} = \frac{5}{6}\alpha {r^3}\)

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
    $0.5 kg$ ના દડાને $14 m/s$ ના વેગથી ઉપર તરફ ફેંકતા $8 m$ ઊંચાઇ પર જાય છે.દડો ઉપર જાય તે દરમિયાન હવા દ્વારા કેટલા ........... $J$ ઊર્જાનો વ્યય થશે?
    View Solution
  • 2
    $100\, g$ દળ ધરાવતા એક દડાને એક પ્લેટફોર્મ (આધાર) કે જે શિરોલંબ સ્પ્રિંગ ઉપર જડવામાં આવેલું છે, પરથી $h =10 cm$ થી (આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર) છોડવામાં આવે છે. દડો પ્લેટફોર્મ ઉપર રહે છે અને પ્લેટફોર્મ $\frac{h}{2}$ જેટલું દબાય છે. સ્પ્રિંગ અચળાંક......$Nm ^{-1}$ હશે 

    ( $g=10 ms ^{-2}$ લો.)

    View Solution
  • 3
    બે $1 \;gm$ અને $4 \;gm$ ના દળ સમાન ગતિઊર્જાથી ગતિ કરે છે. તેમના રેખીય વેગમાનના મૂલ્યનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
    View Solution
  • 4
    સંપૂર્ણ સ્થિતિસ્થાપક સંધાત માટે રેસ્ટીંટયુશન ગુણાંક $e$ કેટલો હોય છે?
    View Solution
  • 5
    $2 kg $ ના પદાર્થને $ 490 J$ . ગતિઊર્જાથી ઉપર ફેંકવામાં આવે છે.તો કઇ ઊંચાઇએ ગતિઊર્જા અડધી થાય?....$m$ [$g = 9.8\,m/{s^2}$]
    View Solution
  • 6
    $h$ ઉંચાઈની એક ભેખડ પરથી એક ભારે (વજનદાર) પથ્થરને $v $ ઝડપે ફેંકવામાં આવે છે. પથ્થર જમીનને મહત્તમ ઝડપે અથડાય તે માટે તેને કેવી રીતે અને કઈ દિશામાં ફેંકવો જોઈએ?
    View Solution
  • 7
    $m_1$ અને $m_2$ દળની ગતિઊર્જા સમાન છે.તો વેગમાનનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
    View Solution
  • 8
    $1$ $kg$ દળ ધરાવતા એક કણ પર $F=6t$ નું સમય આધારિત બળ લાગે છે.જો કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરે તો પ્રથમ $1$ $sec.$ માં બળ વડે થતું કાર્ય ............... $\mathrm{J}$ હશે.
    View Solution
  • 9
    એક $m$ દળનો ટુકડો ઢાળવાળા સમતલ પર આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ સરકી રહ્યો છે અને તે નીચે પડેલી સ્પ્રિંગને અથડાય છે જેથી તે સંકોચાય છે. જો સ્પ્રિંગની લંબાઈ $l >> h$ અને સ્પ્રિંગ અચળાંક $K$  હોય તો સ્પ્રિંગનું સંકોચન કેટલું હશે ?
    View Solution
  • 10
    $40 kg $દળનું એક સ્કૂટર $4 m/s$ ના વેગથી $60 kg$ દળ ધરાવતા અને $2 m/s$  ના વેગથી ગતિ કરતા બીજા સ્કૂટર સાથે અથડાય છે. અથડામણ પછી બંને સ્કૂટરો અડકેલા રહે છે તો ગતિઊર્જામાં થતો વ્યય.....$J$ શોધો.
    View Solution