એક રોકેટને પૃથ્વીની સપાટી પરથી $5 \; km/s$ ની ઝડપે શિરોલંબ દિશામાં છોડવામાં આવે છે. પૃથ્વી પર પાછા ફરતા પહેલા રોકેટ પૃથ્વીની સપાટીથી કેટલી ઊંચાઈ સુધી જશે? (પૃથ્વીનું દળ $M_e = 6.0 \times 10^{24} \; kg$,પૃથ્વીની સરેરાશ ત્રિજ્યા $R_e = 6.4 \times 10^{6} \; m$,$G = 6.67 \times 10^{-11} \; N m^2 kg^{-2}$)

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) ધારો કે રોકેટનું દળ $m$ છે અને તે પ્રાપ્ત કરેલી ઊંચાઈ $h$ છે.
પૃથ્વીની સપાટી પર,કુલ ઉર્જા $E_i$ એ ગતિ ઉર્જા અને સ્થિતિ ઉર્જાનો સરવાળો છે:
$E_i = \frac{1}{2} m v^2 - \frac{G M_e m}{R_e}$
મહત્તમ ઊંચાઈ $h$ પર,વેગ $v = 0$ છે,તેથી કુલ ઉર્જા $E_f$ માત્ર સ્થિતિ ઉર્જા છે:
$E_f = -\frac{G M_e m}{R_e + h}$
ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,$E_i = E_f$:
$\frac{1}{2} m v^2 - \frac{G M_e m}{R_e} = -\frac{G M_e m}{R_e + h}$
$m$ વડે ભાગતા અને પદ ગોઠવતા:
$\frac{v^2}{2} = G M_e \left( \frac{1}{R_e} - \frac{1}{R_e + h} \right) = G M_e \left( \frac{h}{R_e(R_e + h)} \right)$
$g = \frac{G M_e}{R_e^2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $G M_e = g R_e^2$:
$\frac{v^2}{2} = \frac{g R_e^2 h}{R_e(R_e + h)} = \frac{g R_e h}{R_e + h}$
$h$ માટે ઉકેલતા:
$v^2(R_e + h) = 2 g R_e h \implies v^2 R_e = h(2 g R_e - v^2)$
$h = \frac{R_e v^2}{2 g R_e - v^2}$
કિંમતો મૂકતા $v = 5 \times 10^3 \; m/s$,$R_e = 6.4 \times 10^6 \; m$,$g = 9.8 \; m/s^2$:
$h = \frac{6.4 \times 10^6 \times (5 \times 10^3)^2}{2 \times 9.8 \times 6.4 \times 10^6 - (5 \times 10^3)^2}$
$h = \frac{6.4 \times 10^6 \times 25 \times 10^6}{125.44 \times 10^6 - 25 \times 10^6} = \frac{160 \times 10^{12}}{100.44 \times 10^6} \approx 1.593 \times 10^6 \; m \approx 1.6 \times 10^6 \; m$.

Explore More

Similar Questions

સમાન ત્રિજ્યા $R$ ધરાવતા પરંતુ $M$ અને $4M$ દળ ધરાવતા બે સમાન ઘન ગોળાઓ વચ્ચેનું કેન્દ્રથી કેન્દ્રનું અંતર $6R$ છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. બંને ગોળાઓ સ્થિર રાખવામાં આવ્યા છે. $m$ દળના એક પદાર્થને $M$ દળના ગોળાની સપાટી પરથી બીજા ગોળાના કેન્દ્ર તરફ સીધો ફેંકવામાં આવે છે. પદાર્થ બીજા ગોળાની સપાટી સુધી પહોંચી શકે તે માટે તેની લઘુત્તમ ઝડપ $v$ માટેનું સૂત્ર મેળવો.

Difficult
View Solution

એક મિસાઇલને નિષ્ક્રમણ વેગ (escape velocity) કરતા ઓછા વેગ સાથે છોડવામાં આવે છે. તેની ગતિઊર્જા અને સ્થિતિઊર્જાનો સરવાળો કેટલો હશે?

ધારી લો કે અનંત અંતરે પદાર્થની ગુરુત્વીય સ્થિતિઊર્જા શૂન્ય છે,તો પૃથ્વીની સપાટી (ત્રિજ્યા $R$) થી $h$ ઊંચાઈ પર લઈ જવામાં આવતા $m$ દળના પદાર્થની સ્થિતિઊર્જામાં થતો ફેરફાર (અંતિમ - પ્રારંભિક) કેટલો હશે?

$m$ દળ ધરાવતો એક પદાર્થ પૃથ્વીની સપાટી પર મૂકવામાં આવ્યો છે. તેને પૃથ્વીની સપાટી પરથી $h = 3R$ ઊંચાઈ પર લઈ જવામાં આવે છે. પદાર્થની ગુરુત્વીય સ્થિતિઊર્જામાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?

એક પદાર્થને પૃથ્વીની સપાટી પરથી $V \ m/s$ ના વેગથી ફેંકવામાં આવે છે. તે પૃથ્વીની સપાટીથી કેટલી મહત્તમ ઊંચાઈ સુધી પહોંચશે? ($R =$ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા,$g =$ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ)

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