એક રોકેટ નીચેની તરફ ગેસ બહાર કાઢીને સીધું ઉપર પ્રવેગિત થાય છે. $\Delta t$ જેટલા નાના સમયગાળામાં,તે $u$ જેટલી સાપેક્ષ ઝડપે $\Delta m$ દળનો ગેસ બહાર કાઢે છે. $t + \Delta t$ અને $t$ સમયે સમગ્ર તંત્રની ગતિઊર્જા $(KE)$ ની ગણતરી કરો અને દર્શાવો કે ગેસ બહાર કાઢતું સાધન આ સમયગાળામાં $(\frac{1}{2}) \Delta m u^2$ જેટલું કાર્ય કરે છે (ગુરુત્વાકર્ષણને અવગણતા).

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) ધારો કે $t$ સમયે રોકેટનું દળ $M$ છે અને તેનો વેગ $v$ છે.
$\Delta t$ સમયગાળામાં,રોકેટ $u$ સાપેક્ષ ઝડપે $\Delta m$ દળનો ગેસ બહાર કાઢે છે.
જમીનની સાપેક્ષમાં બહાર નીકળતા ગેસનો વેગ $(v - u)$ છે.
$\Delta t$ સમય પછી રોકેટનો વેગ $(v + \Delta v)$ થાય છે.
$t$ સમયે તંત્રની ગતિઊર્જા $(KE)_t = \frac{1}{2} M v^2$ છે.
$t + \Delta t$ સમયે,તંત્રની ગતિઊર્જા $(KE)_{t+\Delta t} = \frac{1}{2}(M - \Delta m)(v + \Delta v)^2 + \frac{1}{2} \Delta m(v - u)^2$ છે.
આનું વિસ્તરણ કરતા,આપણને $(KE)_{t+\Delta t} \approx \frac{1}{2} M v^2 + M v \Delta v - \Delta m v u + \frac{1}{2} \Delta m u^2$ મળે છે.
વેગમાન સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,થ્રસ્ટ બળ $F = M \frac{dv}{dt} = u \frac{dm}{dt}$,તેથી $M \Delta v = \Delta m u$.
ગતિઊર્જામાં થતા ફેરફાર $\Delta K = (KE)_{t+\Delta t} - (KE)_t$ ના સમીકરણમાં $M \Delta v = \Delta m u$ મૂકતા:
$\Delta K = (M \Delta v - \Delta m u) v + \frac{1}{2} \Delta m u^2$.
કારણ કે $M \Delta v = \Delta m u$,તેથી પ્રથમ પદ શૂન્ય થઈ જાય છે.
આમ,$\Delta K = \frac{1}{2} \Delta m u^2$.
કાર્ય-ઊર્જા પ્રમેય મુજબ,આંતરિક મિકેનિઝમ દ્વારા થયેલું કાર્ય ગતિઊર્જામાં થતા ફેરફાર જેટલું હોય છે,તેથી $\Delta W = \frac{1}{2} \Delta m u^2$.

Explore More

Similar Questions

એક ફુગ્ગામાં $2 \,g$ હવા છે. તેમાં એક નાનું છિદ્ર પાડવામાં આવે છે. હવા $4 \,m/s$ ના વેગથી બહાર આવે છે. જો ફુગ્ગો $2.5 \,s$ માં સંપૂર્ણપણે સંકોચાઈ જાય,તો ફુગ્ગા પર લાગતું સરેરાશ બળ ..........$N$ છે.

એક રોકેટનું પ્રારંભિક દળ $20 \times 10^3 \, kg$ છે. જો તેને $4 \, m/s^2$ ના પ્રારંભિક પ્રવેગ સાથે છોડવાનું હોય,તો જરૂરી પ્રારંભિક થ્રસ્ટ (ધક્કો) કેટલો હશે? $(g = 10 \, m/s^2)$

એક ફટાકડા રોકેટ $0.05 \,kg/s$ ના દરે $400 \,m/s$ ના વેગથી વાયુઓ બહાર કાઢે છે. રોકેટ પર લાગતું પ્રવેગક બળ કેટલું છે?

Difficult
View Solution

$100\,g$ દળ ધરાવતો દિવાળીનો રોકેટ $5\,m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપર જાય છે. જો વાયુઓ રોકેટમાંથી $10\,g/s$ ના દરે બહાર નીકળતા હોય,તો રોકેટની સાપેક્ષમાં વાયુના બહાર નીકળવાનો વેગ $m/s$ માં શોધો.

એક મશીન ગન $2000 \,kg$ ની કાર પર આડી ઘર્ષણરહિત સપાટી પર ગોઠવેલી છે. કોઈ એક ક્ષણે,ગન $10 \,g$ દળની ગોળીઓ કારની સાપેક્ષે $500 \,m/s$ ના વેગથી છોડે છે. પ્રતિ સેકન્ડ છોડવામાં આવતી ગોળીઓની સંખ્યા $10$ છે. સિસ્ટમ પર લાગતું સરેરાશ બળ (thrust) ........ $N$ છે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo