હેડ-ઓન (સન્મુખ) સંઘાત એટલે શું?

એવું જોવા મળે છે કે જો ન્યુટ્રોન સ્થિર ડ્યુટેરિયમ સાથે સ્થિતિસ્થાપક કોલિનિયર અથડામણ કરે છે,તો તેની ઉર્જાનો આંશિક વ્યય $P_d$ છે; જ્યારે સ્થિર કાર્બન ન્યુક્લિયસ સાથે તેની સમાન અથડામણ માટે,ઉર્જાનો આંશિક વ્યય $P_c$ છે. $P_d$ અને $P_c$ ના મૂલ્યો અનુક્રમે છે:

એક ન્યુટ્રોન સ્થિર ડ્યુટેરોન સાથે હેડ-ઓન સ્થિતિસ્થાપક અથડામણ કરે છે. અથડામણમાં ન્યુટ્રોનનો આંશિક ઉર્જા વ્યય કેટલો હશે?

નીચે બે વિધાનો આપેલા છે: એકને વિધાન $A$ તરીકે અને બીજાને કારણ $R$ તરીકે લેબલ કરવામાં આવ્યું છે.
વિધાન $A$: $M$ દળ ધરાવતો પદાર્થ $P$ જે $u$ ઝડપથી ગતિ કરે છે,તે સ્થિર રહેલા $m$ દળ ધરાવતા બીજા પદાર્થ $Q$ સાથે હેડ-ઓન સ્થિતિસ્થાપક અથડામણ કરે છે. જો $m << M$ હોય,તો અથડામણ પછી પદાર્થ $Q$ ની મહત્તમ ઝડપ $2u$ જેટલી હશે.
કારણ $R$: સ્થિતિસ્થાપક અથડામણ દરમિયાન,વેગમાન અને ગતિઊર્જા બંનેનું સંરક્ષણ થાય છે.
ઉપરોક્ત વિધાનોના પ્રકાશમાં,નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સૌથી યોગ્ય જવાબ પસંદ કરો:

આકૃતિમાં દર્શાવેલ અથડામણ સમાન દળ $m_{1} = m_{2}$ ધરાવતા બે બિલિયર્ડ બોલ વચ્ચેની છે તેમ ધારો. પ્રથમ બોલને 'ક્યુ' (cue) અને બીજા બોલને 'ટાર્ગેટ' (target) કહેવામાં આવે છે. બિલિયર્ડ ખેલાડી ટાર્ગેટ બોલને ખૂણાના પોકેટમાં 'સિંક' (sink) કરવા માંગે છે, જે $\theta_{2} = 37^{\circ}$ ના ખૂણે છે. અથડામણ સ્થિતિસ્થાપક છે અને ઘર્ષણ તથા ભ્રમણ ગતિ મહત્વના નથી તેમ માનીને $\theta_{1}$ શોધો.

$l$ લંબાઈની દોરી અને $m$ દળના ગોળા (bob) વડે બનેલું એક સાદું લોલક,$\theta_0$ જેટલા નાના ખૂણેથી મુક્ત કરવામાં આવે છે. તે તેના દોલનોના સૌથી નીચલા બિંદુએ આડા સપાટી પર રાખેલા $M$ દળના બ્લોક સાથે સ્થિતિસ્થાપક રીતે અથડાય છે. તે પાછું ફેંકાય છે અને $\theta_1$ ખૂણા સુધી ઉપર જાય છે. તો $M$ નું મૂલ્ય શોધો.