$m$ द्रव्यमान का एक बैलून (गुब्बारा) $a$ त्वरण से नीचे उतर रहा है (जहाँ $a < g$ )। इसमें से कितने द्रव्यमान का पदार्थ हटा दिया जाय कि यह $a$ त्वरण से ऊपर की ओर जाने लगे ?
[2014]
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(a) जब एक गुब्बारा नीचे की ओर त्वरण $a$ से जाता है
$mg - u \Rightarrow ma$
$[ u \rightarrow$ उत्प्लावन बल]
यहां मान लेते हैं कि समान द्रव्यमान के हटने के कारण गुब्बारे का आयतन तथा उत्प्लावन बल अप्रभावित रहता है।
अत : हटाया गया द्रव्यमान $=\left( m - m _1\right)$ यहाँ $m _1$ गुब्बारे का नया द्रव्यमान है। अत:, $u - m _1 g = m _1 a$ समी. (i) तथा (ii) को जोड़ने पर, $mg - m _1 g = ma + m _1 a$ $
\begin{aligned}
& \Rightarrow m ( g - a )= m _1( g + a ) \\
& or, m _1=\frac{ m ( g - a )}{( g + a )}
\end{aligned}
$
अतः हटाया गया द्रव्यमान $= m - m _1$
$
\begin{aligned}
& \Delta m = m -\frac{( g - a )}{( g + a )} m \\
& \Delta m = m \left[\frac{ g + a - g + a }{( g + a )}\right] \\
& \Delta m =\frac{2 ma }{( g + a )}
\end{aligned}
$
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$m$ द्रव्यमान की एक कार, $R$ त्रिज्या के किसी वृत्ताकार समतल पथ पर गति कर रही है। यदि सड़क तथा कार के टायरों के बीच स्थैतिक घर्षण $\mu_s$ हो तो, वृत्तीय गति में कार की अधिकतम चाल होगी :
एक पत्थर को $h$ ऊँचाई से गिराया जाता है। यह एक निश्चित संवेग $P$ से भू-तल से टकराता है, यदि इसी पत्थर को, इस ऊँचाई से $100 \%$ अधिक ऊँचाई से गिराया जाये तो भू-तल से टकराते समय इसके संवेग में परिवर्तन होगा :
$M$ द्रव्यमान का एक पिण्ड वृत्तीय पथ पर एक समान चाल $v$ से चलता है। वृत्तीय पथ की त्रिज्या $R$ है। जब यह एक बिन्दु से व्यास के दूसरे बिन्दु पर पहुंचता है तो:
दो पिण्ड $m _1=5$ ग्राम, $m _2=10$ ग्राम के हैं। ये एक घर्षणरहित पुली के ऊपर से धागे से गुजरते हैं। यदि इन्हें छोड़ दिया जाए तो त्वरण का मान (यहां $g$ गुरुत्वीय त्वरण है।)है:
$1000 kg$ द्रव्यमान की एक कार घर्षणहीन सड़क पर 90 $m$ त्रिज्या के एक ढालू (झुके हुए) मोड़ से गुजरती है। यदि मोड़ का झुकाव कोण $45^{\circ}$ हो तो, कार की चाल है :
एक बंदर पेड़ की शाखा के साथ एक समान त्वरण से नीचे आता है। यदि बंदर के भार का $75 \%$ भार पेड़ की शाखा सहन कर सकती है तो बंदर का न्यूनतम त्वरण क्या होगा कि पेड़ की शाखा न टूटे?