एक केंद्रीय बल के अधीन गतिमान एक कण के लिए इसकी गति ________ होगी

  1. कुंडलिनी के अनुदिश
  2. समतल में
  3. स्थान में
  4. इनमें से कोई भी नहीं

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : समतल में

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अवधारणा:

अभिकेंद्री बल:

  • चिर सम्मत यांत्रिकी में अभिकेंद्री बल को उस बल के रूप में परिभाषित किया जाता है जो किसी वस्तु पर कार्य कर रहा होता है जो पिंड और उद्गम को मिलाने वाली रेखा के साथ निर्देशित होता है।
  • अभिकेंद्री बल का परिमाण केवल पिंड और केंद्र की दूरी पर निर्भर करता है।
  • अभिकेंद्री बल के कारण, पिंड एक अक्ष के चारों ओर एक वृत्ताकार या अण्डाकार कक्षा में गति करते है या गति करते प्रतीत होता है।
  • चूँकि अभिकेंद्री बल के कारण कोई बल आघूर्ण नहीं होता है। अत: कोणीय संवेग स्थिर रहेगा।
  • अभिकेंद्री बलों के कुछ उदाहरण गुरुत्वाकर्षण बल और विद्युत स्थैतिक  बल हैं।

व्याख्या:

मान लीजिये, r उद्गम से कण की दूरी का प्रतिनिधित्व करता है और r̂ अभिकेंद्री बल की तुलना में त्रिज्य दिशा है

F(r) = F(r)r̂ 

तो उस पर कार्य करने वाला बल आघूर्ण

τ = r × F(r)r̂

⇒ τ = r × F = F(r) (r × r)

⇒ τ = 0    ......(1)

मान लीजिये p = mv =रेखीय संवेग,

अब हम जानते हैं कि इस स्थिति में संवेग भी संरक्षित रहता है, इसलिए

कोणीय संवेग L = r × P

r.L = r.(r × p)  = 0     ......(2)

साथ ही, हम जानते है कि वेग और कोणीय संवेग के बीच कोण 

v.L = v.(r × p) = 0    .....(3)

इसलिए, समीकरण (2) और (3) से, हम देख सकते हैं कि स्थिति सदिश r और वेग सदिश v दोनों इस प्रकार L के लंबवत तल में स्थित हैं।

अतः हम कह सकते हैं कि यदि कोई कण अभिकेन्द्री बल के अधीन गति कर रहा है तो उसकी गति कला में होगी।

r^

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