NEET · Physics · STD 11 - 5. work,energy,power and collision
\(1\) ग्राम द्रव्यमान की वर्षा के पानी की एक बूँद, \(1 \,km\) ऊँचाई से गिरती है और भू-तल से \(50\, m / s\) की चाल से टकराती है। यदि \('g'\) का मान \(10 \,m / s ^{2}\) स्थिर रहे तो, \((i)\) गुरूत्वीय बल तथा \((ii)\) वायु के प्रतिरोधक बल द्वारा किया गया कार्य होगा :
- A \(100\;J,\;8.75\;J\;\)
- B \(10\;J,\;\; - 8.75\;J\;\)
- C \( - 10\;J,\;8.25\;J\;\)
- D \(1.25\;J,\; - 8.25\;J\;\)
Answer & Solution
Correct Answer
(B) \(10\;J,\;\; - 8.75\;J\;\)
Step-by-step Solution
Detailed explanation
\(\begin{gathered}
\,\,\,Here,\,m = 1\,g = {10^{ - 3}}kg,h = 1\,km \hfill \\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = 100\,m, \hfill \\
v = 50\,m{s^{ - 1}},g = 10m{s^{ - 2}} \hfill \\
\left( i \right)\,The\,work\,done\,by\,the\,gravitational\, \hfill \\
force \hfill \\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = mgh = {10^{ - 3}} \times 10 \times 1000 = 10\,J \hfill \\
\end{gathered} \) \(\begin{gathered}
\left( {ii} \right)The\,total\,work\,done\,by\,gravitational\, \hfill \\
force\,and\,the\,resistive\,force\,of\,air\,is\, \hfill \\
equal\,to\,change\,in\,kinetic\,energy\,of\, \hfill \\
rain\,drop. \hfill \\
\therefore \,{W_g} + {W_r} = \frac{1}{2}m{v^2} - 0 \hfill \\
10 + {W_r} = \frac{1}{2} \times {10^{ - 3}} \times 50 \times 50\,or\, \hfill \\
{W_r} = - 8.75\,J \hfill \\
\end{gathered} \)
\,\,\,Here,\,m = 1\,g = {10^{ - 3}}kg,h = 1\,km \hfill \\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = 100\,m, \hfill \\
v = 50\,m{s^{ - 1}},g = 10m{s^{ - 2}} \hfill \\
\left( i \right)\,The\,work\,done\,by\,the\,gravitational\, \hfill \\
force \hfill \\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = mgh = {10^{ - 3}} \times 10 \times 1000 = 10\,J \hfill \\
\end{gathered} \) \(\begin{gathered}
\left( {ii} \right)The\,total\,work\,done\,by\,gravitational\, \hfill \\
force\,and\,the\,resistive\,force\,of\,air\,is\, \hfill \\
equal\,to\,change\,in\,kinetic\,energy\,of\, \hfill \\
rain\,drop. \hfill \\
\therefore \,{W_g} + {W_r} = \frac{1}{2}m{v^2} - 0 \hfill \\
10 + {W_r} = \frac{1}{2} \times {10^{ - 3}} \times 50 \times 50\,or\, \hfill \\
{W_r} = - 8.75\,J \hfill \\
\end{gathered} \)
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