$1 \, kg$ દળ ધરાવતા ચાર સમાન કણો $1 \, m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળના પરિઘ પર તેમના પરસ્પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળની અસર હેઠળ ગતિ કરે છે. દરેક કણની ઝડપ કેટલી હશે?

બે પદાર્થો,દરેકનું દળ $M$ છે,તેમને $2L$ જેટલા અંતરે સ્થિર રાખવામાં આવ્યા છે. $m$ દળના એક કણને તેમના કેન્દ્રોને જોડતી રેખાના મધ્યબિંદુથી,તે રેખાને લંબ દિશામાં પ્રક્ષિપ્ત કરવામાં આવે છે. ગુરુત્વાકર્ષણનો અચળાંક $G$ છે. સાચું વિધાન/વિધાનો કયું/કયા છે:
$(a)$ બે પદાર્થોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળવા માટે $m$ દળના કણનો લઘુત્તમ પ્રારંભિક વેગ $4 \sqrt{\frac{GM}{L}}$ છે.
$(b)$ બે પદાર્થોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળવા માટે $m$ દળના કણનો લઘુત્તમ પ્રારંભિક વેગ $2 \sqrt{\frac{GM}{L}}$ છે.
$(c)$ બે પદાર્થોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળવા માટે $m$ દળના કણનો લઘુત્તમ પ્રારંભિક વેગ $\sqrt{\frac{2GM}{L}}$ છે.
$(d)$ $m$ દળના કણની ઉર્જા અચળ રહે છે.

કણોની એક ગોલીય સંમિત ગુરુત્વાકર્ષણીય પ્રણાલીની દળ ઘનતા $\rho = \begin{cases} \rho_0 & \text{માટે } r \leq R \\ 0 & \text{માટે } r > R \end{cases}$ છે,જ્યાં $\rho_0$ એક અચળાંક છે. એક પરીક્ષણ દળ કણોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની અસર હેઠળ વર્તુળાકાર ગતિ કરી શકે છે. પ્રણાલીના કેન્દ્રથી અંતર $r$ $(0 < r < \infty)$ ના વિધેય તરીકે તેની ઝડપ $V$ નીચેનામાંથી કયા આલેખ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે?

જ્યારે કોઈ અવકાશયાન પૃથ્વીથી ચંદ્ર તરફ સુરેખ માર્ગે ગતિ કરે છે,ત્યારે તેની મુસાફરી દરમિયાન તેના વજનમાં કેવા ફેરફારો થશે?

એક ખૂબ જ લાંબી (લંબાઈ $L$) નળાકાર ગેલેક્સી સમાન રીતે વિતરિત દળની બનેલી છે અને તેની ત્રિજ્યા $R$ $(R << L)$ છે. ગેલેક્સીની બહાર એક તારો ગેલેક્સીને લંબ સમતલમાં અને તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતા પથ પર ભ્રમણ કરી રહ્યો છે. જો તારાનો આવર્તકાળ $T$ હોય અને ગેલેક્સીની ધરીથી તેનું અંતર $r$ હોય,તો:

$M$ દળનો એક કણ $M$ દળ અને $a$ ત્રિજ્યા ધરાવતા પાતળા ગોળાકાર કવચની સપાટીથી $a$ અંતરે છે. ગોળાકાર કવચની અંદર ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર અને સ્થિતિમાનના સંદર્ભમાં નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?