2018 A/L Physics Past Paper · Question 33 (Sinhala Medium)

වක්‍ර නළයක අනාකූල ප්‍රවාහය — බ'නූලි

සිරස් තලයක වූ ඒකාකාර නොවන හරස්කඩ වර්ගඵලයක් සහිත නළයක් තුළින් අනවරත හා අනාකූල ලෙස ගලන දුස්ස්‍රාවී නොවන හා අසම්පීඩ්‍ය තරල ප්‍රවාහයක් සලකන්න. නළයේ සිරස් හරස්කඩ රූපයේ පෙන්වයි. අනාකූල රේඛාවක පිහිටීම් තුනක් $X, Y$ සහ $Z$ මගින් දැක්වේ. $X$ හි දී නළයේ හරස්කඩ වර්ගඵලය හා $Z$ හි දී එම අගය සමාන වේ. $X, Y$ සහ $Z$ ස්ථානවල දී පිළිවෙළින් ඒකක පරිමාවක චාලක ශක්ති $(KE_X, KE_Y, KE_Z)$ , ඒකක පරිමාවක විභව ශක්ති $(PE_X, PE_Y, PE_Z)$ හා තරල පීඩන $(P_X, P_Y, P_Z)$ යන රාශිවල සාපේක්ෂ විශාලත්ව සඳහා පහත දී ඇති අසමානතා සලකා බලන්න.

(A) $KE_Z < KE_X < KE_Y$

(B) $PE_X < PE_Z < PE_Y$

ඉහත අසමානතාවලින්,

(1) A පමණක් සත්‍ය වේ.
(2) B පමණක් සත්‍ය වේ.
(3) A සහ B පමණක් සත්‍ය වේ.
(4) B සහ C පමණක් සත්‍ය වේ.
(5) A, B සහ C සියල්ල ම සත්‍ය වේ.

Answer and explanation

Answer: (4) B සහ C පමණක් සත්‍ය වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

නළයේ $X$ , $Y$ , $Z$ ලක්ෂ්‍ය ගැන ප්‍රකාශ තුනක් පරීක්ෂා කරමු:

ඒකක පරිමාවක චාලක ශක්තිය, ඒකක පරිමාවක විභව ශක්තිය සහ පීඩනය.

අදාළ න්‍යාය

ඔහු විසින් පෙන්වා දී ඇත්තේ අනවරත තරල ප්‍රවාහයක ඒකක තරල පරිමාවක් මත පීඩනය මගින් කෙරෙන සඵල කාර්යය එහි විභව ශක්තියේ වැඩි වීමෙත්, චාලක ශක්තියේ වැඩි වීමෙත් එකතුවට සමාන වන බවයි.

ප්‍රවාහ බටයක හරස්කඩ වෙනස් වන විට ප්‍රවාහ වේගය වෙනස් වන ආකාරය දක්වෙන මෙම සමීකරණය සන්තතික ප්‍රවාහ සමීකරණය හෙවත් සාන්තතයතා සමීකරණය ලෙස හැඳින්වෙයි.

නීති දෙකක් අපට උදව් වේ.

නීතිය 1 (සාන්තතය ප්‍රවාහ සමීකරණය): $Av$ වෙනස් නොවේ. නළය පටු තැන තරලය වේගයෙන් ගලයි.

නීතිය 2 (බ'නූලි): මෙම එකතුව හැම තැනම සමාන ය:

$p + \tfrac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh$

$\tfrac{1}{2}\rho v^2$ යනු ඒකක පරිමාවක චාලක ශක්තියයි. $\rho gh$ යනු ඒකක පරිමාවක විභව ශක්තියයි.

රූපයෙන්: $X$ පහළම ය, ඉන්පසු $Z$ , $Y$ ඉහළම ය.

$X$ හා $Z$ හි වර්ගඵල සමාන ය. $Y$ හි නළය පටු ය.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

සෑම වරණයක් ම A, B, C හි සංයෝජනයකි.

එක් එක් ප්‍රකාශය වෙන වෙන ම පරීක්ෂා කරමු. ඉන්පසු වරණය තෝරමු.

තර්කය / ගණනය

$KE_Z < KE_X < KE_Y$

$X$ හා $Z$ හි වර්ගඵල සමාන නිසා ප්‍රවේග ද සමාන ය. එබැවින් $KE_X = KE_Z$ . " $KE_Z < KE_X$ " අසත්‍ය ය.

$PE_X < PE_Z < PE_Y$

විභව ශක්තිය උස සමඟ වැඩි වේ. $X$ පහළම, $Z$ මැද, $Y$ ඉහළම. එබැවින් $PE_X < PE_Z < PE_Y$ . සත්‍ය ය.

$P_Y < P_Z < P_X$

එකතුවෙන් KE හා PE අඩු කළ විට ඉතිරි වන්නේ පීඩනයයි. $X$ හා $Z$ හි KE සමාන ය; නමුත් $Z$ ඉහළින් ය. එබැවින් $P_X > P_Z$ . $Y$ හි KE හා PE දෙක ම විශාල ය; එබැවින් $P_Y$ කුඩාම ය. සත්‍ය ය.

A අසත්‍ය ය.

එය $X$ හා $Z$ හි ප්‍රවේග වෙනස් යැයි කියයි.

නමුත් වර්ගඵල සමාන නිසා ප්‍රවේග ද සමාන ය.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

මෙම වරණය කියන්නේ: A පමණක් සත්‍ය වේ.

නමුත් A අසත්‍ය ය.

B හා C සත්‍ය ය; නමුත් මෙය ඒවා අත්හරියි.

එබැවින් මෙය වැරදි ය.

මෙම වරණය කියන්නේ: B පමණක් සත්‍ය වේ.

B සත්‍ය ය. නමුත් C ද සත්‍ය ය; මෙය C අත්හරියි.

මෙම වරණය කියන්නේ: A සහ B පමණක් සත්‍ය වේ.

C සත්‍ය ය; නමුත් මෙය C අත්හරියි.

මෙම වරණය කියන්නේ: A, B සහ C සියල්ල ම සත්‍ය වේ.

නමුත් A අසත්‍ය ය. එබැවින් "තුනම" හරි විය නොහැකි ය.

නිගමනය

A අසත්‍ය ය, මන්ද $KE_X = KE_Z$ .

B සත්‍ය ය. C සත්‍ය ය.

පිළිතුර වරණ (4).

ගවේෂණය කරන්න

තරලය නළය තුළින් අනවරතව ගලන අතර නළය පටු තැන වේගයෙන් ගලයි.

$X$ හා $Z$ හි වර්ගඵල සමාන බැවින් එහි වේග සමාන ය: (A) අසත්‍ය යි.

$X$ පහළම ය, $Y$ ඉහළම ය, $Z$ ඒ දෙක අතර ය: (B) සත්‍ය යි.

එකතුව $P + \tfrac12\rho v^2 + \rho g h$ සෑම තැනම සමාන බැවින් $P_Y < P_Z < P_X$ : (C) සත්‍ය යි.

தமிழ் · English