એક સાયકલ સવાર $1 \text{ km}$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળાકાર બગીચાના કેન્દ્ર $O$ થી શરૂઆત કરે છે,અને બગીચાની ધાર $P$ પર પહોંચે છે. ત્યારબાદ,સાયકલ સવાર પરિઘ પર મુસાફરી કરીને $Q$ બિંદુ સુધી જાય છે અને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $QO$ માર્ગે કેન્દ્ર પર પાછો ફરે છે. જો આ રાઉન્ડ ટ્રીપમાં $10 \text{ મિનિટ}$ લાગે,તો સાયકલ સવારનું કુલ સ્થાનાંતર અને સરેરાશ ઝડપ (અનુક્રમે મીટર અને કિલોમીટર પ્રતિ કલાકમાં) શોધો:

ઉગમબિંદુથી $1 \ m$ ના અંતરે રહેલો એક કણ એવી રીતે ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે કે જેથી $dr/d\theta = r$ થાય,જ્યાં $r$ અને $\theta$ ધ્રુવીય યામો છે. તો,પરિણામી વેગ અને ત્રિજ્યાવર્તી વેગ વચ્ચેનો ખૂણો કેટલો હશે?

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ જો બે તાર પોતાની લંબ દિશામાં $v$ ઝડપથી ગતિ કરવાનું શરૂ કરે,તો તેમના છેદબિંદુ $O$ ની ઝડપ શોધો.

સમતલમાં દ્વિ-પરિમાણીય ગતિનો અભ્યાસ કાર્તેઝિયન યામ પદ્ધતિમાં સ્થાન,વેગ અને પ્રવેગને સદિશ $\vec{A} = A_{x} \hat{i} + A_{y} \hat{j}$ તરીકે દર્શાવીને કરી શકાય છે,જ્યાં $\hat{i}$ અને $\hat{j}$ એ અનુક્રમે $x$ અને $y$ દિશામાં એકમ સદિશ છે અને $A_{x}$ અને $A_{y}$ એ $\vec{A}$ ના અનુરૂપ ઘટકો છે. ગતિનો અભ્યાસ વર્તુળાકાર ધ્રુવીય યામ પદ્ધતિમાં સદિશોને $\vec{A} = A_{r} \hat{r} + A_{\theta} \hat{\theta}$ તરીકે દર્શાવીને પણ કરી શકાય છે,જ્યાં $\hat{r} = \cos \theta \hat{i} + \sin \theta \hat{j}$ અને $\hat{\theta} = -\sin \theta \hat{i} + \cos \theta \hat{j}$ એ $r$ અને $\theta$ વધતી દિશામાં એકમ સદિશો છે.
$(a)$ $\hat{i}$ અને $\hat{j}$ ને $\hat{r}$ અને $\hat{\theta}$ ના સ્વરૂપમાં દર્શાવો.
$(b)$ સાબિત કરો કે $\hat{r}$ અને $\hat{\theta}$ બંને એકમ સદિશ છે અને એકબીજાને લંબ છે.
$(c)$ સાબિત કરો કે $\frac{d}{dt}(\hat{r}) = \omega \hat{\theta}$,જ્યાં $\omega = \frac{d\theta}{dt}$ અને $\frac{d}{dt}(\hat{\theta}) = -\omega \hat{r}$.
$(d)$ $\vec{r} = a\theta \hat{r}$ દ્વારા આપવામાં આવતી સર્પાકાર ગતિ કરતા કણ માટે,જ્યાં $a = 1$ (એકમ),$a$ નું પારિમાણિક સૂત્ર શોધો.
$(e)$ $(d)$ માં વર્ણવેલ સર્પાકાર ગતિ કરતા કણ માટે ધ્રુવીય સદિશ સ્વરૂપમાં વેગ અને પ્રવેગ શોધો.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,એક સ્પ્રિંગ-બ્લોક સિસ્ટમ છે. $500\,g$ દળ ધરાવતા બ્લોકને એક છેડેથી જડેલી આડી સ્પ્રિંગ સામે દબાવીને $5.0\,cm$ જેટલી સંકોચવામાં આવે છે. સ્પ્રિંગનો બળ અચળાંક $500\,N/m$ છે. જ્યારે તેને મુક્ત કરવામાં આવે,ત્યારે તે સ્પ્રિંગથી $4\,m$ નીચે જમીન પર કયા અંતરે અથડાશે તેની ગણતરી કરો? $(g = 10\,m/s^2)$

પ્રક્ષિપ્ત ગતિમાં મહત્તમ અવધિ (Range) અને ઉડ્ડયન સમયના વર્ગ વચ્ચેનો ગુણોત્તર શું છે?