किसी पिण्ड की गति निम्न समीकरण द्वारा दी ज

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किसी पिण्ड की गति निम्न समीकरण द्वारा दी जाती है $\frac{{dv(t)}}{{dt}} = 6.0 - 3v(t)$, जहाँ $v(t)$ मीटर/सैकण्ड में चाल तथा $t$ सैकण्ड में है। यदि $t = 0$ पर पिण्ड विराम में था, तो

A

सीमान्त चाल $2.0$ मी/सै है

B

चाल समय के साथ निम्न प्रकार से परिवर्तनीय है $v(t) = 2(1 - {e^{ - 3t}})$मी/सै

C

प्रारम्भिक त्वरण का परिमाण $6.0$ मी/सै $^{2}$ है

D

उपरोक्त सभी

किसी पिण्ड की गति निम्न समीकरण द्वारा दी जाती है $\frac{{dv(t)}}{{dt}} = 6.0 - 3v(t)$, जहाँ $v(t)$ मीटर/सैकण्ड में चाल तथा $t$ सैकण्ड में है। यदि $t = 0$ पर पिण्ड विराम में था, तो

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

दोनो ओर समाकलन करने पर $\int {\frac{{dv}}{{(6 - 3v)}}} = \int {dt} $

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

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

$t = 0,\;v = 0$ पर$v = 0$ $⇒$  ${\log _e}6 = {K_2}$

${K_2}$ का मान समीकरण (i) में रखने पर

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

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

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

$⇒ v = 2(1 - {e^{ - 3\,t}})$

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

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

प्रारम्भिक त्वरण = $6\;m/{s^2}$