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JEE Mains · Physics · STD 11 - 7. gravitation

द्रव्यमान \(m\) के एक उपग्रह को पृथ्वी की सतह से ऊर्ध्वाधर दिशा में ऊपर की ओर \(u\) गति से प्रक्षेपित किया जाता है। जब यह उपग्रह \(R ( R =\) पृथ्वी की त्रिज्या \()\) की ऊँचाई पर पहुँचता है, तो यह \(\frac{ m }{10}\) द्रव्यमान के एक रॉकेट का उत्क्षेपण (rejection) इस प्रकार से करता है कि उपग्रह तत्पश्चात् एक वृत्तीय कक्षा में चलने लगता है। उत्क्षेपित रॉकेट की गतिज ऊर्जा है ( \(G\) गुरूत्त्वाकर्षण स्थिरांक व \(M\) पृथ्वी का द्रव्यमान है):

  1. A \(\frac{\mathrm{m}}{20}\left(\mathrm{u}-\sqrt{\frac{2 \mathrm{GM}}{3 \mathrm{R}}}\right)^{2}\)
  2. B \(5 \mathrm{m}\left(\mathrm{u}^{2}-\frac{119}{200} \frac{\mathrm{GM}}{\mathrm{R}}\right)\)
  3. C \(\frac{3 m}{8}\left(u+\sqrt{\frac{5 G M}{6 R}}\right)^{2}\)
  4. D \(\frac{m}{20}\left(u^{2}+\frac{113}{200} \frac{G M}{R}\right)\)
Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(B) \(5 \mathrm{m}\left(\mathrm{u}^{2}-\frac{119}{200} \frac{\mathrm{GM}}{\mathrm{R}}\right)\)

Step-by-step Solution

Detailed explanation

Applying energy conservation Applying energy conservation \({\mathrm{K}_{1}+\mathrm{U}_{\mathrm{i}}=\mathrm{K}_{\mathrm{f}}+\mathrm{U}_{\mathrm{f}}}\)…
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