एक रॉकेट नीचे की ओर गैस उत्सर्जित करके सीधे ऊपर की ओर त्वरित होता है। $\Delta t$ के एक छोटे समयांतराल में,यह $u$ की सापेक्ष गति से $\Delta m$ द्रव्यमान की गैस उत्सर्जित करता है। समय $t + \Delta t$ और $t$ पर पूरे निकाय की गतिज ऊर्जा $(KE)$ की गणना करें और दिखाएं कि गैस उत्सर्जित करने वाला उपकरण इस समयांतराल में $(\frac{1}{2}) \Delta m u^2$ के बराबर कार्य करता है (गुरुत्वाकर्षण को अनदेखा करते हुए)।

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) माना समय $t$ पर रॉकेट का द्रव्यमान $M$ है और उसका वेग $v$ है।
$\Delta t$ समयांतराल में,रॉकेट $u$ की सापेक्ष गति से $\Delta m$ द्रव्यमान की गैस उत्सर्जित करता है।
जमीन के सापेक्ष उत्सर्जित गैस का वेग $(v - u)$ है।
$\Delta t$ समय के बाद रॉकेट का वेग $(v + \Delta v)$ हो जाता है।
समय $t$ पर निकाय की गतिज ऊर्जा $(KE)_t = \frac{1}{2} M v^2$ है।
समय $t + \Delta t$ पर,निकाय की गतिज ऊर्जा $(KE)_{t+\Delta t} = \frac{1}{2}(M - \Delta m)(v + \Delta v)^2 + \frac{1}{2} \Delta m(v - u)^2$ है।
इसका विस्तार करने पर,हमें $(KE)_{t+\Delta t} \approx \frac{1}{2} M v^2 + M v \Delta v - \Delta m v u + \frac{1}{2} \Delta m u^2$ प्राप्त होता है।
संवेग संरक्षण के नियम से,थ्रस्ट बल $F = M \frac{dv}{dt} = u \frac{dm}{dt}$,इसलिए $M \Delta v = \Delta m u$ है।
गतिज ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta K = (KE)_{t+\Delta t} - (KE)_t$ के व्यंजक में $M \Delta v = \Delta m u$ रखने पर:
$\Delta K = (M \Delta v - \Delta m u) v + \frac{1}{2} \Delta m u^2$ प्राप्त होता है।
चूंकि $M \Delta v = \Delta m u$,इसलिए पहला पद शून्य हो जाता है।
अतः,$\Delta K = \frac{1}{2} \Delta m u^2$ है।
कार्य-ऊर्जा प्रमेय के अनुसार,आंतरिक तंत्र द्वारा किया गया कार्य गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है,इसलिए $\Delta W = \frac{1}{2} \Delta m u^2$ है।

Explore More

Similar Questions

एक रॉकेट को जमीन से $10\ m/s^2$ के परिणामी ऊर्ध्वाधर त्वरण के साथ ऊपर की ओर छोड़ा जाता है। $1\ \text{मिनट}$ में ईंधन समाप्त हो जाता है और यह ऊपर की ओर गति करना जारी रखता है। $(a)$ प्राप्त अधिकतम ऊँचाई ज्ञात कीजिए। $(b)$ उसके बाद कितने समय में अधिकतम ऊँचाई प्राप्त होगी? ($g = 10\ m/s^2$ लें)

Difficult
View Solution

$6000 \ kg$ के प्रारंभिक द्रव्यमान वाला एक रॉकेट गुरुत्वाकर्षण मुक्त अंतरिक्ष में $11 \ km/s$ की स्थिर सापेक्ष गति के साथ $16 \ kg/s$ की स्थिर दर से गैसों को बाहर निकालता है। विस्फोट के $1 \ min$ बाद रॉकेट का त्वरण क्या है? ($m/s^2$ में)

यदि $300 \, m/s$ के निकास वेग (exhaust velocity) वाले रॉकेट पर बल $210 \, N$ है,तो ईंधन के दहन की दर ........... $kg/s$ है।

एक अलग रेल कार जो शुरू में $v_0$ गति से एक सीधे,घर्षण रहित,समतल ट्रैक पर चल रही है,उसमें बड़ी मात्रा में रेत है। कार के नीचे लगा एक रिलीज वाल्व खराब हो जाता है,और रेत रेल कार के सापेक्ष सीधे नीचे गिरने लगती है। जैसे-जैसे रेत बाहर निकलती है,रेल कार की गति का क्या होता है?

$Assertion$ (कथन) : रॉकेट अपने चारों ओर की हवा को पीछे की ओर धकेलकर आगे बढ़ता है।
$Reason$ (कारण) : यह न्यूटन के गति के तीसरे नियम के अनुसार आगे बढ़ने के लिए आवश्यक प्रणोद $(thrust)$ प्राप्त करता है।

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