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JEE Mains · Physics · STD 11 - गति के नियम
  • JEE Mains 2020
  • कठिन
  • संख्यात्मक

वेग \((\sqrt{3} \hat{ i }+\hat{ j }) ms ^{-1}\) से गतिशील द्रव्यमान \(m _{1}\) का एक कण
\(A\) विश्राम अवस्था में द्रव्यमान \(m _{2}\) के एक कण \(B\) से संघट्ट करता है। संघट्ट के पश्चात कणों \(A\) एवं \(B\) के वेग क्रमशः \(\overrightarrow{ V }_{1}\) एवं \(\overrightarrow{ V }_{2}\) है। यदि \(m _{1}=2 m _{2}\) एवं संघट्ट के पश्चात \(\overrightarrow{ V }_{1}=(\hat{ i }+\sqrt{3} \hat{ j }) ms ^{-1}\) तब \(\overrightarrow{ V }_{1}\) एवं \(\overrightarrow{ V }_{2}\) के बीच कोण \(......^o\) है।

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(D) \(105\)

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विस्तृत व्याख्या

\(\overrightarrow{ v }_{01}=(\sqrt{3 \hat{ i }}+\hat{ j }) m / s\)

\(\overrightarrow{ v }_{02}=\overrightarrow{0}\)

\(m _{1}=2 m _{2}\)

After collision, \(\overrightarrow{ v }_{1}=(\hat{ i }+\sqrt{3} \hat{ j }) m / s\)

\(\overrightarrow{ v }_{2}=?\)

Applying conservation of linear momentum,

\(m _{1} \overrightarrow{ v }_{01}+ m _{2} \overrightarrow{ v }_{0 2}= m _{1} \overrightarrow{ v }_{1}+ m _{2} \overrightarrow{ v }_{2}\)

\(2 m_{2}(\sqrt{3 \hat{i}}+\hat{j})+0=2 m_{2}(\hat{i}+\sqrt{3} \hat{j})+m_{2} \vec{v}_{2}\)

\(\overrightarrow{ v }_{2}=2(\sqrt{3 \hat{ i }}+\hat{ j })-2(\hat{ i }+\sqrt{3} \hat{ j })\)

\(=2(\sqrt{3 \hat{1}}-\hat{j})+2(\hat{i}-\sqrt{3} \hat{j})\)

\(\overrightarrow{ v }_{2}=2(\sqrt{3}-1)(\hat{ i }-\hat{ j })\)

for angle between \(\overrightarrow{ v }_{1} \& \overrightarrow{ v }_{2}\)

\(\cos \theta=\frac{\overrightarrow{ v }_{1} \cdot \overrightarrow{ v }_{2}}{\overrightarrow{ v }_{1} \overrightarrow{ v }_{2}}=\frac{2(\sqrt{3}-1)(1-\sqrt{3})}{2 \times 2 \sqrt{2}(\sqrt{3}-1)}\)

\(\cos \theta=\frac{1-\sqrt{3}}{2 \sqrt{2}} \Rightarrow \theta=105^{\circ}\)

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