एक पिंड अकेले निर्वात में गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत स्वतंत्र रूप से गिर रहा है। गिरावट के दौरान निम्नलिखित में से कौन सी मात्रा स्थिर रहती है?

व्याख्या:

→चूंकि पिंड गुरुत्वाकर्षण के तहत स्वतंत्र रूप से गिर रहा है।

गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण के कारण वेग बढ़ रहा है इसलिए गिरने के दौरान गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। अतः गतिज ऊर्जा स्थिर नहीं है।

जमीन से ऊंचाई कम हो जाती है इसलिए संभावित ऊर्जा लगातार घटती जाती है। अतः स्थितिज ऊर्जा स्थिर नहीं है।

→जैसे-जैसे पिंड गुरुत्वाकर्षण के तहत स्वतंत्र रूप से गिर रहा है, वेग बढ़ रहा है, इसलिए संवेग (द्रव्यमान × त्वरण) बढ़ जाता है।

पिंड की कुल यांत्रिक ऊर्जा (P.E. + K.E.) स्थिर रहेगी।

→चूंकि घर्षण चित्र से बाहर है, इसलिए पिंड पर कार्य करने वाले सभी बल संरक्षित हैं। और इस प्रकार कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहेगी।

जब कण गिरता है तो उसकी स्थितिज ऊर्जा कम हो जाती है लेकिन उसकी गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। इससे कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प (3) है।