Get Answers to all your Questions

header-bg qa

Q5.10 A body of mass 0.40 kg moving initially with a constant speed of 10ms^{-1} to the north is subject to a constant force of 8.0 N directed towards the south for 30 s. Take the instant the force is applied to be t = 0, the position of the body at that time to be x = 0, and predict its position at t = -5 s, 25 s, 100 s.

Answers (1)

best_answer

The acceleration of force is given by :

                                          a\ =\ \frac{F}{m}

                                          a\ =\ \frac{-\ 8}{0.4}\ =-\ 20\ m/s^2

At  t = - 5 s  : 

                                There is no force acting so acceleration is zero and   u =  10 m/s

                                         s\ =\ ut\ +\ \frac{1}{2}at^2

or                                            =\ 10(-5)\ +\ \frac{1}{2}.0.t^2

or                                            =\ - \ 50\ m

 

At  t   =   25 s   :

                             Acceleration is  -  20  m/s2    and    u  =  10  m/s

                                         s\ =\ ut\ +\ \frac{1}{2}at^2

or                                           =\ 10(25)\ +\ \frac{1}{2}(-20)25^2

or                                           =\ -\ 6000\ m

 

At   t  =  100 s

               We have acceleration for the first 30 sec, and then it will move with constant speed.

                So for    0  <  t  <  30  :

                                           s\ =\ ut\ +\ \frac{1}{2}at^2

 or                                            =\ 10(30)\ +\ \frac{1}{2}(-20)30^2

or                                             =\ -\ 8700\ m

Now for t  >  30 s  :

                                         We need to calculate velocity at t  = 30 sec which will be used as the initial velocity for    30  <  t  <  100.

                                                 v\ =\ u\ +\ at

or                                                   =\ 10\ +\ (-20)30\ =\ -\ 590\ m/s

Now                                         s\ =\ vt\ +\ \frac{1}{2}at^2

or                                                  =\ (-590)70\ +\ \frac{1}{2}.0.t^2

or                                                  =\ -\ 41300\ m

Hence total displacement is :       -  8700   +  (- 41300 )  =   -  50000 m. 

 

 

Posted by

Devendra Khairwa

View full answer

Crack CUET with india's "Best Teachers"

  • HD Video Lectures
  • Unlimited Mock Tests
  • Faculty Support
cuet_ads