એક રોકેટને પૃથ્વીની સપાટી પરથી $5 \; km/s$ ની ઝડપે શિરોલંબ દિશામાં છોડવામાં આવે છે. પૃથ્વી પર પાછા ફરતા પહેલા રોકેટ પૃથ્વીની સપાટીથી કેટલી ઊંચાઈ સુધી જશે? (પૃથ્વીનું દળ $M_e = 6.0 \times 10^{24} \; kg$,પૃથ્વીની સરેરાશ ત્રિજ્યા $R_e = 6.4 \times 10^{6} \; m$,$G = 6.67 \times 10^{-11} \; N m^2 kg^{-2}$)

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) ધારો કે રોકેટનું દળ $m$ છે અને તે પ્રાપ્ત કરેલી ઊંચાઈ $h$ છે.
પૃથ્વીની સપાટી પર,કુલ ઉર્જા $E_i$ એ ગતિ ઉર્જા અને સ્થિતિ ઉર્જાનો સરવાળો છે:
$E_i = \frac{1}{2} m v^2 - \frac{G M_e m}{R_e}$
મહત્તમ ઊંચાઈ $h$ પર,વેગ $v = 0$ છે,તેથી કુલ ઉર્જા $E_f$ માત્ર સ્થિતિ ઉર્જા છે:
$E_f = -\frac{G M_e m}{R_e + h}$
ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,$E_i = E_f$:
$\frac{1}{2} m v^2 - \frac{G M_e m}{R_e} = -\frac{G M_e m}{R_e + h}$
$m$ વડે ભાગતા અને પદ ગોઠવતા:
$\frac{v^2}{2} = G M_e \left( \frac{1}{R_e} - \frac{1}{R_e + h} \right) = G M_e \left( \frac{h}{R_e(R_e + h)} \right)$
$g = \frac{G M_e}{R_e^2}$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે $G M_e = g R_e^2$:
$\frac{v^2}{2} = \frac{g R_e^2 h}{R_e(R_e + h)} = \frac{g R_e h}{R_e + h}$
$h$ માટે ઉકેલતા:
$v^2(R_e + h) = 2 g R_e h \implies v^2 R_e = h(2 g R_e - v^2)$
$h = \frac{R_e v^2}{2 g R_e - v^2}$
કિંમતો મૂકતા $v = 5 \times 10^3 \; m/s$,$R_e = 6.4 \times 10^6 \; m$,$g = 9.8 \; m/s^2$:
$h = \frac{6.4 \times 10^6 \times (5 \times 10^3)^2}{2 \times 9.8 \times 6.4 \times 10^6 - (5 \times 10^3)^2}$
$h = \frac{6.4 \times 10^6 \times 25 \times 10^6}{125.44 \times 10^6 - 25 \times 10^6} = \frac{160 \times 10^{12}}{100.44 \times 10^6} \approx 1.593 \times 10^6 \; m \approx 1.6 \times 10^6 \; m$.

Explore More

Similar Questions

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી પૃથ્વીની સપાટી પરથી એક પદાર્થને નિષ્ક્રમણ વેગના $\frac{1}{3}$ ગણા વેગથી શિરોલંબ ઉપરની તરફ ફેંકવામાં આવે છે. પદાર્થ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવતી મહત્તમ ઊંચાઈ કેટલી હશે?

એક પદાર્થને $\sqrt{\frac{G M}{R}}$ ની ઝડપથી શિરોલંબ ઉપરની તરફ ફેંકવામાં આવે છે ($M$ એ પૃથ્વીનું દળ અને $R$ એ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે). પદાર્થ કેટલી મહત્તમ ઊંચાઈ પ્રાપ્ત કરશે?

Difficult
View Solution

ત્રણ નક્કર ગોળાઓ,દરેકનું દળ $1 \ kg$ અને ત્રિજ્યા $2 \ m$ છે,તેમને $10 \ m$ બાજુવાળા સમબાજુ ત્રિકોણના ત્રણ ખૂણાઓ પર એવી રીતે ગોઠવવામાં આવ્યા છે કે ગોળાઓના કેન્દ્રો ત્રિકોણના ખૂણાઓ સાથે સંપાત થાય છે. જ્યારે તેમને તે સ્થિતિમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે,ત્યારે અથડામણ સમયે કોઈપણ એક ગોળાની ઝડપ કેટલી હશે? ($G$ એ સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો અચળાંક છે).

$m_1$ અને $m_2$ દળ ધરાવતા બે કાલ્પનિક ગ્રહો જ્યારે અનંત અંતરે હોય ત્યારે સ્થિર છે. ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે,તેઓ તેમના કેન્દ્રોને જોડતી રેખા પર એકબીજા તરફ ગતિ કરે છે. જ્યારે તેમનું અંતર $d$ હોય ત્યારે તેમની ઝડપ કેટલી હશે? ($m_1$ ની ઝડપ $v_1$ છે અને $m_2$ ની ઝડપ $v_2$ છે)

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી પૃથ્વીની સપાટી પરથી એક રોકેટને $V$ વેગથી શિરોલંબ ઉપરની દિશામાં છોડવામાં આવે છે. તો રોકેટ દ્વારા પ્રાપ્ત થતી મહત્તમ ઊંચાઈ કેટલી હશે?

Difficult
View Solution

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo