समान आकार की दो गेंदें, एक सीसे की (द्रव्यमान = 12 kg) और दूसरी ऐलुमिनियम की (द्रव्यमान = 3 kg), आरंभ में विरामावस्था में हैं और 50 m की ऊँचाई से एक साथ गिराई जाती हैं। जब वे भूमि से 10 m ऊपर होती हैं, तब निम्नलिखित में से कौन-सी राशियाँ दोनों के लिए समान रहती हैं? वायु प्रतिरोध की उपेक्षा कीजिए।

सही उत्तर: (a) चाल और त्वरण

व्याख्या

वायु प्रतिरोध न हो तो हर वस्तु, अपने द्रव्यमान से निरपेक्ष, समान त्वरण g से गिरती है। दोनों गेंदें एक ही ऊँचाई से एक ही समय पर विराम से चलती हैं, अतः 40 m (50 m − 10 m) गिरने के बाद दोनों का:

• त्वरण समान (g) होता है, और
• चाल समान होती है: v² = 2gh = 2 × 10 × 40 = 800, अतः v ≈ 28 m/s।

गतिज ऊर्जा (½mv²), संवेग (mv) और स्थितिज ऊर्जा (mgh) तीनों द्रव्यमान पर निर्भर हैं, अतः 12 kg की सीसे की गेंद के लिए ये 3 kg की ऐलुमिनियम गेंद की तुलना में चार गुनी हैं।