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JEE Mains · Physics · STD 11 - गुरुत्वाकर्षण
  • JEE Mains 2021
  • कठिन
  • MCQ

किसी पिण्ड को पृथ्वी के पष्ठ से ऊर्ध्वाधर उपरिमुखी उस वेग से फेंका गया है जो उसे अनन्त तक ले जाने के लिए पर्याप्त है। ऊँचाई \(h\) तक पहुँचने में इस पिण्ड द्वारा लिया गया समय सेकण्डो में होगा।

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उत्तर और हल

सही उत्तर

(A) \(\frac{1}{3} \sqrt{\frac{2 R_{e}}{g}}\left[\left(1+\frac{h}{R_{e}}\right)^{3 / 2}-1\right]\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

Applying energy conservation from \((1)\) to \((2)\)

\(\frac{1}{2} m_{.}\left(\frac{2 G M}{R_{e}}\right)-\frac{G M m}{R_{e}}=\frac{1}{2} m v^{2}-\frac{G M m}{R+r}\)

\(\Rightarrow \frac{1}{2} m v^{2}=\frac{G M m}{R+r}\)

\(\Rightarrow v=\sqrt{\frac{2 G M}{R+r}}=\frac{d r}{d t}\)

\(\Rightarrow \sqrt{2 G M} \int_{0}^{t} d t=\int_{R_{e}}^{R_{e}+h}(\sqrt{R+r}) d r\)

\(\sqrt{2 G M} \cdot t=\frac{2}{3}\left[(R+r)^{3 / 2}\right]_{R_{e}}^{R_{e}+h}\)

\(t=\frac{2}{3} \sqrt{\frac{R_{e}^{3}}{2 G M}}\left[\left(1+\frac{h}{R_{e}}\right)^{3 / 2}-1\right]\)

\(\frac{G M}{R_{e}^{2}}=g\)

\(t=\frac{1}{3} \sqrt{\frac{2 R_{e}}{g}}\left[\left(1+\frac{h}{R_{e}}\right)^{3 / 2}-1\right]\)

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