એક રોકેટને મંગળની સપાટી પરથી $2 \; km/s$ ની ઝડપે ઊભી દિશામાં છોડવામાં આવે છે. જો મંગળના વાતાવરણીય અવરોધને કારણે તેની પ્રારંભિક ગતિઊર્જાના $20 \%$ ગુમાવાય છે,તો રોકેટ પાછા ફરતા પહેલા મંગળની સપાટીથી કેટલે દૂર જશે? (મંગળનું દળ $= 6.4 \times 10^{23} \; kg$,મંગળની ત્રિજ્યા $= 3395 \; km$,$G = 6.67 \times 10^{-11} \; N m^2 kg^{-2}$)

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(495 KM) રોકેટનો પ્રારંભિક વેગ,$v = 2 \; km/s = 2 \times 10^3 \; m/s$.
મંગળનું દળ,$M = 6.4 \times 10^{23} \; kg$.
મંગળની ત્રિજ્યા,$R = 3395 \; km = 3.395 \times 10^6 \; m$.
ગુરુત્વાકર્ષણનો અચળાંક,$G = 6.67 \times 10^{-11} \; N m^2 kg^{-2}$.
પ્રારંભિક ગતિઊર્જા $K_i = \frac{1}{2} m v^2$.
પ્રારંભિક સ્થિતિઊર્જા $U_i = -\frac{GMm}{R}$.
$20 \%$ ગતિઊર્જા ગુમાવાતી હોવાથી,ઉપલબ્ધ અસરકારક ગતિઊર્જા $0.8 K_i = 0.4 m v^2$ છે.
કુલ પ્રારંભિક ઊર્જા $E_i = 0.4 m v^2 - \frac{GMm}{R}$.
મહત્તમ ઊંચાઈ $h$ પર,અંતિમ વેગ શૂન્ય થાય છે,તેથી અંતિમ ઊર્જા $E_f = -\frac{GMm}{R+h}$.
ઊર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,$E_i = E_f$:
$0.4 m v^2 - \frac{GMm}{R} = -\frac{GMm}{R+h}$.
$m$ વડે ભાગતા અને સાદું રૂપ આપતા: $0.4 v^2 = GM \left( \frac{1}{R} - \frac{1}{R+h} \right) = \frac{GMh}{R(R+h)}$.
$h$ માટે ઉકેલતા: $\frac{R+h}{h} = \frac{GM}{0.4 v^2 R} \implies \frac{R}{h} = \frac{GM}{0.4 v^2 R} - 1$.
$h = \frac{0.4 R^2 v^2}{GM - 0.4 v^2 R}$.
કિંમતો મૂકતા: $h = \frac{0.4 \times (3.395 \times 10^6)^2 \times (2 \times 10^3)^2}{(6.67 \times 10^{-11} \times 6.4 \times 10^{23}) - (0.4 \times (2 \times 10^3)^2 \times 3.395 \times 10^6)}$.
$h = \frac{18.442 \times 10^{18}}{42.688 \times 10^{12} - 5.432 \times 10^{12}} = \frac{18.442}{37.256} \times 10^6 \approx 495 \; km$.

Explore More

Similar Questions

પૃથ્વીના કેન્દ્રથી અંતર $(r)$ સાથે ઉપગ્રહની કુલ ઉર્જા $(E_t)$,ગતિ ઉર્જા $(E_k)$ અને સ્થિતિ ઉર્જા $(U)$ ના ફેરફારને દર્શાવતો સાચો આલેખ કયો છે?

Difficult
View Solution

$M$ દળ અને $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા એક મોટા સમાન ઘન ગોળાના કેન્દ્ર $O$ થી $2R$ અંતરે $m$ દળનો એક નાનો બિંદુવત પદાર્થ મૂકવામાં આવ્યો છે. $M$ ને કારણે $m$ પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $F_1$ છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ મોટા ગોળામાંથી $R/3$ ત્રિજ્યાનો એક ગોળાકાર ભાગ દૂર કરવામાં આવે છે અને બાકી રહેલા ભાગને કારણે $m$ પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $F_2$ માલૂમ પડે છે. ગુણોત્તર $F_1: F_2$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?

પૃથ્વીની સપાટી પર સૌર અચળાંક $S$ છે. સૂર્યથી લગભગ $5.3 \, AU$ દૂર આવેલા બીજા ગ્રહની સપાટી પર તેનું મૂલ્ય શું હશે?

યાદી-$I$ ને યાદી-$II$ સાથે જોડો:
$(a)$ ગુરુત્વાકર્ષણનો સાર્વત્રિક અચળાંક $(G)$ $(i)$ $[L^{2}T^{-2}]$
$(b)$ ગુરુત્વીય સ્થિતિઊર્જા $(ii)$ $[M^{-1}L^{3}T^{-2}]$
$(c)$ ગુરુત્વીય સ્થિતિમાન $(iii)$ $[LT^{-2}]$
$(d)$ ગુરુત્વીય તીવ્રતા $(iv)$ $[ML^{2}T^{-2}]$

નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો જવાબ પસંદ કરો:

$M$ અને $5M$ દળ ધરાવતા અને $R$ તથા $2R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે ગોળાકાર પદાર્થોને મુક્ત અવકાશમાં તેમના કેન્દ્રો વચ્ચેના પ્રારંભિક અંતર $12R$ સાથે મુક્ત કરવામાં આવે છે. જો તેઓ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે એકબીજાને આકર્ષતા હોય,તો અથડામણ પહેલાં નાના પદાર્થ દ્વારા કાપવામાં આવેલું અંતર કેટલું હશે ($R$ માં)?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo