0.03 kg द्रव्यमान की एक गोली 400 m/s की चाल से चलकर लकड़ी के एक स्थिर ब्लॉक में 12 cm तक प्रवेश करती है। लकड़ी द्वारा गोली पर लगाया गया औसत बल _______ होगा।

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ESE Mechanical 2017 Official Paper
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  1. 30 kN
  2. 20 kN
  3. 15 kN
  4. 10 kN

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Option 2 : 20 kN
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ST 1: UPSC ESE (IES) Civil - Building Materials
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अवधारणा:

गति के समीकरण

v = u +at

s = ut + 0.5at2

v2 - u2 = 2as

जहाँ, u = प्रारंभिक वेग, v = अंतिम वेग, a = त्वरण/मंदन, s = विस्थापन

गणना:

गोली लकड़ी के ब्लॉक (वेग 'u' के साथ) से टकराती है और फिर इसमें प्रवेश करने का प्रयास करती है। ब्लॉक गोली पर प्रतिरोधी बल लगाता है जिससे इसकी गति में कुछ प्रकार का मंदन (a) होता है। अंत में इस मंदन के परिणामस्वरूप ब्लॉक द्वारा प्रस्तुत किया गया कुछ दूरी (s) तय करने के बाद गोली विराम (v) पर आ जाती है।

दिया गया है, u = 400m/s, s = 12 cm, m = 0.03kg

गति के तीसरे समीकरण का उपयोग करके

v2 - u2 = 2as

- (400)2 = 2a × 0.12

\(a = \frac{{160000}}{{2 \times 0.12}} = \; - 666666.67\;m/s^2\)

ऋणात्मक चिह्न दर्शाता है कि यह मंदन है

बल = ma

⇒ F = 0.03 × (-666666.667)

⇒ F = 20000N = 20 kN

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