NEET · Physics · STD 11 - 1. units,dimensions and measurement
एक गुब्बारा \(S\) पृष्ठीय तनाव वाले पदार्थ से बना है और इसके फुलाने वाले निकास (जहाँ से गैस भरी जाती है) का छोटा क्षेत्रफल \(A\) है। इसे \(\rho\) घनत्व वाली गैस से भरा जाता है और यह \(R\) त्रिज्या का एक गोलाकार आकार लेता है। जब गैस को इसमें से स्वतंत्र रूप से बाहर निकलने दिया जाता है, तो इसकी त्रिज्या \(R\) से 0 (शून्य) तक समय \(T\) में बदल जाती है। यदि गुब्बारे से बाहर आने वाली गैस की चाल \(\eta(r)\), \(r\) पर \(r^\alpha\) के रूप में निर्भर करती है और \(T \propto S^\alpha A^\beta \rho^\gamma R^\delta\) है, तो
- A \(a=\frac{1}{2}, \alpha=\frac{1}{2}, \beta=-1, \gamma=+1, \delta=\frac{3}{2}\)
- B \(a=-\frac{1}{2}, \alpha=-\frac{1}{2}, \beta=-1, \gamma=-\frac{1}{2}, \delta=\frac{5}{2}\)
- C \(a=-\frac{1}{2}, \alpha=-\frac{1}{2}, \beta=-1, \gamma=\frac{1}{2}, \delta=\frac{7}{2}\)
- D \(a=\frac{1}{2}, \alpha=\frac{1}{2}, \beta=-\frac{1}{2}, \gamma=\frac{1}{2}, \delta=\frac{7}{2}\)
Answer & Solution
Correct Answer
(C) \(a=-\frac{1}{2}, \alpha=-\frac{1}{2}, \beta=-1, \gamma=\frac{1}{2}, \delta=\frac{7}{2}\)
Step-by-step Solution
Detailed explanation
\(T \rightarrow\) समय \(\left[ T ^1\right]\)
\(S \rightarrow\) पृष्ठीय तनाव \(S =\frac{ F }{\ell}=\frac{\left[ M ^1 L^1 T^{-2}\right]}{\left[ L ^1\right]}=\left[ M ^1 T^{-2}\right]\)
\(A \rightarrow\) क्षेत्रफल \(\left[ L ^2\right]\)
\(\rho \rightarrow\) घनत्व \(\left[ M ^1 L^{-3}\right]\)
\(R \rightarrow\) त्रिज्या \(\left[ L ^1\right]\)
विमीय विश्लेषण के साथ \(\rightarrow\)
\(T \propto S ^\alpha A ^\beta \rho^\gamma R ^\delta\)
\(\left[ M ^0 L^0 T^1\right]=\left[ MT ^{-2}\right]^\alpha\left[ L ^2\right]^\beta\left[ ML ^{-3} V^\gamma[ L ]^\delta\right.\)
\(\left[ M ^0 L^0 T^1\right]=\left[ M ^{\alpha+\gamma}, L ^{2 \beta+\delta-3 \gamma}, T^{-2 \alpha}\right]\)
\(\Rightarrow-2 \alpha=1\)
\(\Rightarrow \alpha=-\frac{1}{2}\)
\(\Rightarrow \alpha+\gamma=0\)
\(2 \beta+\gamma-3 \gamma=0\)
\(2 \beta+\delta-3\left(\frac{1}{2}\right)=0\)
\(2 \beta+\delta=\frac{3}{2}\)
\(S \rightarrow\) पृष्ठीय तनाव \(S =\frac{ F }{\ell}=\frac{\left[ M ^1 L^1 T^{-2}\right]}{\left[ L ^1\right]}=\left[ M ^1 T^{-2}\right]\)
\(A \rightarrow\) क्षेत्रफल \(\left[ L ^2\right]\)
\(\rho \rightarrow\) घनत्व \(\left[ M ^1 L^{-3}\right]\)
\(R \rightarrow\) त्रिज्या \(\left[ L ^1\right]\)
विमीय विश्लेषण के साथ \(\rightarrow\)
\(T \propto S ^\alpha A ^\beta \rho^\gamma R ^\delta\)
\(\left[ M ^0 L^0 T^1\right]=\left[ MT ^{-2}\right]^\alpha\left[ L ^2\right]^\beta\left[ ML ^{-3} V^\gamma[ L ]^\delta\right.\)
\(\left[ M ^0 L^0 T^1\right]=\left[ M ^{\alpha+\gamma}, L ^{2 \beta+\delta-3 \gamma}, T^{-2 \alpha}\right]\)
\(\Rightarrow-2 \alpha=1\)
\(\Rightarrow \alpha=-\frac{1}{2}\)
\(\Rightarrow \alpha+\gamma=0\)
\(2 \beta+\gamma-3 \gamma=0\)
\(2 \beta+\delta-3\left(\frac{1}{2}\right)=0\)
\(2 \beta+\delta=\frac{3}{2}\)
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