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JEE Mains · Physics · STD 11 - गुरुत्वाकर्षण
  • JEE Mains 2024
  • कठिन
  • MCQ

एक अंतरिक्ष यात्री द्रव्यमान \(m\) की एक गेंद पृथ्वी से अंतरिक्ष में ले जाता है। वह गेंद को पृथ्वी के परितः \(318.5 \mathrm{~km}\) की ऊँचाई पर एक वृत्ताकार कक्षा में फेंकता है। पृथ्वी की सतह से कक्षा तक, गेंद की कुल यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तन \(x \frac{\mathrm{GM}_e \mathrm{~m}}{21 R_e}\) है। \(x\) का मान _______ है। (जहाँ \(R_{\mathrm{e}}=6370 \mathrm{~km}\) है)

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सही उत्तर

(A) \(11\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

\(\mathrm{h}=318.5 \approx\left(\frac{\mathrm{R}_{\mathrm{e}}}{20}\right)\)

\(\mathrm{T} \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{i}}=\frac{-\mathrm{GM}_{\mathrm{e}} \mathrm{m}}{\mathrm{R}_{\mathrm{e}}}\)

\(\mathrm{T} \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{r}}=\frac{-\mathrm{GM}_{\mathrm{e}} \mathrm{m}}{2\left(\mathrm{R}_{\mathrm{e}}+\mathrm{h}\right)}=\frac{-\mathrm{GM}_{\mathrm{e}} \mathrm{m}}{2\left(\mathrm{R}_{\mathrm{e}}+\frac{\mathrm{R}_{\mathrm{e}}}{20}\right)}\)

\(\Rightarrow \mathrm{T} \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{f}}=\frac{-10 \mathrm{GM}_{\mathrm{e}} \mathrm{m}}{21 \mathrm{R}_{\mathrm{e}}}\)

कुल यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तन

\(=\mathrm{TE}_{\mathrm{f}}-\mathrm{TE}\)

\(=\frac{\mathrm{GM}_{\mathrm{i}} \mathrm{m}}{\mathrm{Re}}\left[1-\frac{10}{21}\right]=\frac{11 \mathrm{GM}_{\mathrm{e}} \mathrm{m}}{21 \mathrm{Re}}\)

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