m_1 तथा m_2 द्रव्यमान के दो पिण्ड प्रारम्भ

Your Ultimate Guide to JEE & NEET Question Solutions

  • Home
  • Solution
  • HI
  • m_1 तथा m_2 द्रव्यमान के दो पिण्ड प्रारम्भ

${m_1}$ तथा ${m_2}$ द्रव्यमान के दो पिण्ड प्रारम्भ में अनन्त दूरी पर स्थित हैं। तत्पश्चात् ये दोनों गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में एक दूसरे की ओर गति करते हैं। दोनों के बीच $r$ दूरी होने पर, इनके पास आने का सापेक्ष वेग होगा

A

${\left[ {2G\frac{{({m_1} - {m_2})}}{r}} \right]^{1/2}}$

B

${\left[ {\frac{{2G}}{r}({m_1} + {m_2}} \right]^{1/2}}$

C

${\left[ {\frac{r}{{2G({m_1}{m_2})}}} \right]^{1/2}}$

D

${\left[ {\frac{{2G}}{r}{m_1}{m_2}} \right]^{1/2}}$

${m_1}$ तथा ${m_2}$ द्रव्यमान के दो पिण्ड प्रारम्भ में अनन्त दूरी पर स्थित हैं। तत्पश्चात् ये दोनों गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में एक दूसरे की ओर गति करते हैं। दोनों के बीच $r$ दूरी होने पर, इनके पास आने का सापेक्ष वेग होगा

माना कि एक दूसरे से r दूरी पर द्रव्यमानों के वेग क्रमश: ${v_1}$ तथा ${v_2}$ हैं।

संवेग संरक्षण के अनुसार

${m_1}{v_1} - {m_2}{v_2} = 0$

ऊर्जा संरक्षण के अनुसार

स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन=गतिज ऊर्जा में परिवर्तन

$\frac{{G{m_1}{m_2}}}{r} = \frac{1}{2}{m_1}v_1^2 + \frac{1}{2}{m_2}v_2^2$

$ \Rightarrow \,\frac{{m_1^2v_1^2}}{{{m_1}}} + \frac{{m_2^2v_2^2}}{{{m_2}}} = \frac{{2\,G{m_1}{m_2}}}{r}$                  …(ii)

समीकरण (i) तथा (ii) को हल करने पर

${v_1} = \sqrt {\frac{{2\,Gm_2^2}}{{r({m_1} + {m_2})}}} $ तथा      ${v_2} = \sqrt {\frac{{2\,Gm_1^2}}{{r({m_1} + {m_2})}}} $

$\therefore \,\,\,{v_{{\rm{app}}}} = \,|\,\,{v_1}\,|\, + \,\,|\,\,{v_2}\,|\, = \,\sqrt {\frac{{2G}}{r}({m_1} + {m_2})} $