R त्रिज्या के वृत्तीय मार्ग पर गति करते हु

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$R$ त्रिज्या के वृत्तीय मार्ग पर गति करते हुए कण की गतिज ऊर्जा $K$, इसके द्वारा तय की गई दूरी $s$ पर $K = a{s^2}$ के अनुसार निर्भर करती है, जहाँ $a $ अचर है। कण पर कार्य करने वाला बल है

A

$2a\frac{{{s^2}}}{R}$

B

$2as{\left( {1 + \frac{{{s^2}}}{{{R^2}}}} \right)^{1/2}}$

C

$2as$

D

$2a\frac{{{R^2}}}{s}$

$R$ त्रिज्या के वृत्तीय मार्ग पर गति करते हुए कण की गतिज ऊर्जा $K$, इसके द्वारा तय की गई दूरी $s$ पर $K = a{s^2}$ के अनुसार निर्भर करती है, जहाँ $a $ अचर है। कण पर कार्य करने वाला बल है

प्रश्नानुसार $\frac{1}{2}m{v^2} = a{s^2}$$ \Rightarrow v = s\sqrt {\frac{{2a}}{m}} $

इसलिये ${a_R} = \frac{{{v^2}}}{R} = \frac{{2a{s^2}}}{{mR}}$                                 …(i)

इसी तरह ${a_t} = \frac{{dv}}{{dt}} = \frac{{dv}}{{ds}} \cdot \frac{{ds}}{{dt}} = v\frac{{dv}}{{ds}}$                                 …(ii)

(श्रृंखला नियम से)

समीकरण (i) अर्थात् $v = s\sqrt {\frac{{2a}}{m}} $ का प्रयोग समीकरण (ii) में करने पर हमें प्राप्त होता है

${a_t} = \left[ {s\sqrt {\frac{{2a}}{m}} } \right]\,\left[ {\sqrt {\frac{{2a}}{m}} } \right] = \frac{{2as}}{m}$            …(iii)

अत:$a = \sqrt {a_R^2 + a_t^2}  = \sqrt {{{\left[ {\frac{{2a{s^2}}}{{mR}}} \right]}^2} + {{\left[ {\frac{{2as}}{m}} \right]}^2}} $$ = \frac{{2as}}{m}\sqrt {1 + {{[s/R]}^2}} $

$F = ma = 2as\sqrt {1 + {{[s/R]}^2}} $