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JEE Mains · Physics · STD 11 - 4.1 newtons laws of motion

एक गेंद को पृथ्वी की सतह से आरम्भिक वेग \(V _{0}\) से ऊपर की ओर फेंका जाता है। गेंद की गति एक अवरोधक बल \(m \gamma v ^{2}\) से प्रभावित होती है। यहाँ \(m\) गेंद का द्रव्यमान, \(v\) उसका तात्कालिक वेग तथा \(\gamma\) एक स्थिरांक है। गेंद द्वारा अपने शीर्षबिंदु तक पहुँचने में लगा समय होगा।

  1. A \(\frac{1}{{\sqrt {\gamma g} }}\ln \left( {1 + \sqrt {\frac{\gamma }{g}} {V_0}} \right)\)
  2. B \(\frac{1}{{\sqrt {\gamma g} }}{\tan ^{ - 1}}\left( {\sqrt {\frac{\gamma }{g}} {V_0}} \right)\)
  3. C \(\frac{1}{{\sqrt {\gamma g} }}{\sin ^{ - 1}}\left( {\sqrt {\frac{\gamma }{g}} {V_0}} \right)\)
  4. D \(\frac{1}{{\sqrt {2\gamma g} }}{\tan ^{ - 1}}\left( {\sqrt {\frac{2\gamma }{g}} {V_0}} \right)\)
Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(B) \(\frac{1}{{\sqrt {\gamma g} }}{\tan ^{ - 1}}\left( {\sqrt {\frac{\gamma }{g}} {V_0}} \right)\)

Step-by-step Solution

Detailed explanation

\(\begin{array}{l} - \left( {g + \gamma {v^2}} \right) = \frac{{dv}}{{dt}}\\ - gdt = \frac{g}{\gamma }\left( {\frac{{dv}}{{\frac{g}{\gamma } + {v^2}}}} \right)\\ {\rm{integrating}}\,0\, \to \,t\,and\,{V_0} \to 0: \end{array}\)…
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