एक द्रव्यमान 'm' में वेग 'u' होता है। यह एक और द्रव्यमान '2m' के साथ अप्रत्यास्थ रूप से टकराता है। उनका संयुक्त वेग ज्ञात कीजिये यदि आरम्भ में 2m द्रव्यमान विराम पर था।

  1. 3u
  2. 2u
  3. u/2
  4. u/3

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : u/3

Detailed Solution

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अवधारणा:

  • संघट्‍टन के दौरान निकाय का संवेग संरक्षित रहता है।
  • संवेग संरक्षण: जब एक प्रणाली में, कोई बाहरी बल नहीं है तो प्रणाली का कुल संवेग (P) संरक्षित होगा ।
  • संवेग: गति में एक निकाय का गुणधर्म जो निकाय के द्रव्यमान और वेग के गुणनफल के बराबर होता है उसे संवेग कहा जाता है।

P = mv

जहां P निकाय का संवेग है, m निकाय का द्रव्यमान है, और v निकाय का वेग है।

  • एक अप्रत्यास्थ संघट्‍टन में, टक्कर के बाद निकाय एक दूसरे से चिपके जाते हैं और संयुक्त रूप से आगे बढ़ते हैं।
  • संघट्‍टन के दौरान प्रणाली का संवेग संरक्षित हो जाता है।

Pinitial = Pfinal 

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2 

जहां u1 पहली गेंद का शुरुआती वेग है, u2 दूसरी गेंद का शुरुआती वेग है, v1 पहली गेंद का अंतिम वेग है, v2 दूसरी गेंद का अंतिम वेग है।

गणना:

दिया गया है:

m1 = m; m2 = 2m; u1 = u

संघट्‍टन के दौरान प्रणाली का संवेग संरक्षित हो जाता है।

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2 

चूंकि संघट्‍टन अप्रत्यास्थ है, इसलिए संघट्‍टन के बाद दोनों द्रव्यमान का वेग v समान होगा अर्थात v1 = v2 = v

m × u + 2m × 0 = m v + 2 mv

mu = 3 mv

v = u/3

तो सही उत्तर विकल्प 4 है।

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