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प्रश्न 6: कोई सदिश A=Acosθi^+Asinθj^\vec{A} = A \cos\theta \hat{i} + A \sin\theta \hat{j} है। दूसरा सदिश B\vec{B} जो कि A\vec{A} के लम्बवत् है, होगा -

Step 1: दो सदिश लम्बवत् होते हैं यदि उनका अदिश गुणनफल (dot product) शून्य हो। माना A=Acosθi^+Asinθj^\vec{A} = A \cos\theta \hat{i} + A \sin\theta \hat{j}। हमें एक सदिश B\vec{B} ज्ञात करना है जिसके लिए AB=0\vec{A} \cdot \vec{B} = 0 हो।

Step 2: दिए गए विकल्पों में से प्रत्येक के लिए अदिश गुणनफल की गणना करें।

  • विकल्प (1): B=Bcosθi^+Bsinθj^\vec{B} = B \cos\theta \hat{i} + B \sin\theta \hat{j} AB=(Acosθ)(Bcosθ)+(Asinθ)(Bsinθ)=AB(cos2θ+sin2θ)=AB0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \cos\theta) + (A \sin\theta)(B \sin\theta) = AB(\cos^2\theta + \sin^2\theta) = AB \neq 0
  • विकल्प (2): B=Bsinθi^+Bcosθj^\vec{B} = B \sin\theta \hat{i} + B \cos\theta \hat{j} AB=(Acosθ)(Bsinθ)+(Asinθ)(Bcosθ)=AB(cosθsinθ+sinθcosθ)=2ABsinθcosθ0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \sin\theta) + (A \sin\theta)(B \cos\theta) = AB(\cos\theta \sin\theta + \sin\theta \cos\theta) = 2AB \sin\theta \cos\theta \neq 0
  • विकल्प (3): B=Bsinθi^Bcosθj^\vec{B} = B \sin\theta \hat{i} - B \cos\theta \hat{j} AB=(Acosθ)(Bsinθ)+(Asinθ)(Bcosθ)=ABcosθsinθABsinθcosθ=0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \sin\theta) + (A \sin\theta)(-B \cos\theta) = AB \cos\theta \sin\theta - AB \sin\theta \cos\theta = 0
  • विकल्प (4): B=Bcosθi^Bsinθj^\vec{B} = B \cos\theta \hat{i} - B \sin\theta \hat{j} AB=(Acosθ)(Bcosθ)+(Asinθ)(Bsinθ)=AB(cos2θsin2θ)=ABcos(2θ)0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \cos\theta) + (A \sin\theta)(-B \sin\theta) = AB(\cos^2\theta - \sin^2\theta) = AB \cos(2\theta) \neq 0

Step 3: विकल्प (3) के लिए अदिश गुणनफल शून्य है, इसलिए यह सदिश A\vec{A} के लम्बवत् है।

The final answer is (3)Bsinθi^Bcosθj^\boxed{(3) B \sin\theta \hat{i} - B \cos\theta \hat{j}}.

प्रश्न 7: दो सदिश (6i^+6j^3k^)(6\hat{i} + 6\hat{j} - 3\hat{k}) तथा (7i^+4j^+4k^)(7\hat{i} + 4\hat{j} + 4\hat{k}) के मध्य कोण होगा -

Step 1: दो सदिशों P\vec{P} और Q\vec{Q} के बीच का कोण ϕ\phi सूत्र cosϕ=PQPQ\cos\phi = \frac{\vec{P} \cdot \vec{Q}}{|\vec{P}| |\vec{Q}|} द्वारा दिया जाता है। माना P=6i^+6j^3k^\vec{P} = 6\hat{i} + 6\hat{j} - 3\hat{k} और Q=7i^+4j^+4k^\vec{Q} = 7\hat{i} + 4\hat{j} + 4\hat{k}

Step 2: अदिश गुणनफल PQ\vec{P} \cdot \vec{Q} की गणना करें। PQ=(6)(7)+(6)(4)+(3)(4)=42+2412=54\vec{P} \cdot \vec{Q} = (6)(7) + (6)(4) + (-3)(4) = 42 + 24 - 12 = 54

Step 3: सदिशों के परिमाण P|\vec{P}| और Q|\vec{Q}| की गणना करें। P=62+62+(3)2=36+36+9=81=9|\vec{P}| = \sqrt{6^2 + 6^2 + (-3)^2} = \sqrt{36 + 36 + 9} = \sqrt{81} = 9 Q=72+42+42=49+16+16=81=9|\vec{Q}| = \sqrt{7^2 + 4^2 + 4^2} = \sqrt{49 + 16 + 16} = \sqrt{81} = 9

Step 4: cosϕ\cos\phi का मान ज्ञात करें। cosϕ=549×9=5481=23\cos\phi = \frac{54}{9 \times 9} = \frac{54}{81} = \frac{2}{3}

Step 5: ϕ\phi का मान ज्ञात करें। ϕ=cos1(23)\phi = \cos^{-1}\left(\frac{2}{3}\right) हम जानते हैं कि sin2ϕ+cos2ϕ=1\sin^2\phi + \cos^2\phi = 1sinϕ=1cos2ϕ=1(23)2=149=949=59=53\sin\phi = \sqrt{1 - \cos^2\phi} = \sqrt{1 - \left(\frac{2}{3}\right)^2} = \sqrt{1 - \frac{4}{9}} = \sqrt{\frac{9-4}{9}} = \sqrt{\frac{5}{9}} = \frac{\sqrt{5}}{3} इसलिए, ϕ=sin1(53)\phi = \sin^{-1}\left(\frac{\sqrt{5}}{3}\right)

The final answer is (4)sin1(53)\boxed{(4) \sin^{-1}\left(\frac{\sqrt{5}}{3}\right)}.

प्रश्न 8: यदि सदिश n=ai^+bj^\vec{n} = a\hat{i} + b\hat{j} सदिश (i^+j^)(\hat{i} + \hat{j}) के लम्बवत् है तो aa तथा bb का मान हो सकता है -

Step 1: दो सदिश लम्बवत् होते हैं यदि उनका अदिश गुणनफल शून्य हो। माना n=ai^+bj^\vec{n} = a\hat{i} + b\hat{j} और m=i^+j^\vec{m} = \hat{i} + \hat{j}। लम्बवत् होने के लिए, nm=0\vec{n} \cdot \vec{m} = 0 होना चाहिए।

Step 2: अदिश गुणनफल की गणना करें और समीकरण स्थापित करें। (ai^+bj^)(i^+j^)=0(a\hat{i} + b\hat{j}) \cdot (\hat{i} + \hat{j}) = 0 a(1)+b(1)=0a(1) + b(1) = 0 a+b=0a + b = 0 इसका अर्थ है a=ba = -b

Step 3: दिए गए विकल्पों में से उस विकल्प का चयन करें जो a=ba = -b शर्त को पूरा करता है।

  • विकल्प (1): a=1,b=0    1+0=10a=1, b=0 \implies 1+0 = 1 \neq 0
  • विकल्प (2): a=2,b=0    2+0=20a=-2, b=0 \implies -2+0 = -2 \neq 0
  • विकल्प (3): a=1,b=1    1+1=20a=1, b=1 \implies 1+1 = 2 \neq 0
  • विकल्प (4): a=1,b=1    1+(1)=0a=1, b=-1 \implies 1+(-1) = 0

Step 4: विकल्प (4) शर्त a+b=0a+b=0 को पूरा करता है।

The final answer is (4)1,1\boxed{(4) 1, -1}.

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