એક પદાર્થની ગતિનું સમીકરણ dv(t)/dt = 6.0 -

Your Ultimate Guide to JEE & NEET Question Solutions

  • Home
  • Solution
  • GU
  • એક પદાર્થની ગતિનું સમીકરણ dv(t)/dt = 6.0 -

એક પદાર્થની ગતિનું સમીકરણ $\frac{{dv(t)}}{{dt}} = 6.0 - 3v(t)$ મુજબ આપેલ છે. જ્યાં $v(t)$ એ $m/s$ માં ઝડપ છે અને $t$ એ $\sec $ માં છે. જો પદાર્થ $t = 0$ સમયે સ્થિર હોય તો.....

A

ટર્મિનલ વેગ $2.0 \,m/s$ થાય

B

$v(t) = 2(1 - {e^{ - 3t}})\,m/s$ મુજબ ઝડપ સમય સાથે બદલાય છે.

C

પ્રારંભિક પ્રવેગ નું મૂલ્ય $6.0\,m/{s^2}$ હશે.

D

આપેલ તમામ

એક પદાર્થની ગતિનું સમીકરણ $\frac{{dv(t)}}{{dt}} = 6.0 - 3v(t)$ મુજબ આપેલ છે. જ્યાં $v(t)$ એ $m/s$ માં ઝડપ છે અને $t$ એ $\sec $ માં છે. જો પદાર્થ $t = 0$ સમયે સ્થિર હોય તો.....

$\frac{{dv}}{{dt}} = 6 - 3v \Rightarrow \frac{{dv}}{{6 - 3v}} = dt$

Integrating both sides, $\int {\frac{{dv}}{{6 - 3v}}} = \int {dt} $

$⇒ \frac{{{{\log }_e}(6 - 3v)}}{{ - 3}} = t + {K_1}$

$⇒ {\log _e}(6 - 3v) = - 3t + {K_2}$…(i)

At $t = 0,\;v = 0$

$\therefore {\log _e}6 = {K_2}$

Substituting the value of ${K_2}$ in equation (i)

${\log _e}(6 - 3v) = - 3t + {\log _e}6$

$⇒ {\log _e}\left( {\frac{{6 - 3v}}{6}} \right) = - 3\,t$ $⇒$ ${e^{ - 3t}} = \frac{{6 - 3v}}{6}$

$⇒ 6 - 3v = 6{e^{ - 3\,t}}$ $⇒$ $3v = 6(1 - {e^{ - 3\,t}})$

$⇒ v = 2(1 - {e^{ - 3\,t}})$

$\therefore {v_{{\rm{terminal}}}} = 2\;m/s$  (When $t = \infty $).

Acceleration $a = \frac{{dv}}{{dt}} = \frac{d}{{dt}}\left[ {2\left( {1 - {e^{ - 3\;t}}} \right)} \right] = 6{e^{ - 3\,t}}$

Initial acceleration =$6\;m/{s^2}$.