2018 A/L Physics Past Paper · Question 45 (Sinhala Medium)

Answer: (1) 1 cm

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

ආරෝපණයක් කාර්යයකින් තොරව අනන්තයේ සිට $O$ වෙත ගෙන එයි.

ඒ සඳහා $O$ හි විභවය ශුන්‍ය විය යුතු ය.

සෙවිය යුත්තේ: එය ශුන්‍ය කරන $-q$ හි දුර $r$.

අදාළ න්‍යාය

විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක යම් ලක්ෂ්‍යයක විභවය $V$ යන්නෙන් අදහස් වන්නේ එම ලක්ෂ්‍යය දක්වා අපරිමිත දුරක සිට ඒකක ධන (+) ආරෝපණයක් ගෙන යාමේදී සිදුවන කාර්යය $V$ බවයි.

$q'$ ආරෝපණයක් අනන්තයේ සිට $O$ වෙත ගෙන ඒමට කළ යුතු කාර්යය

$$W = q'V_O$$

කාර්යය ශුන්‍ය නම් $V_O = 0$.

විභවයට දිශාවක් නැත. එබැවින් එක් එක් ආරෝපණයේ දායකත්වය එහි ලකුණ සමග එකතු කරමු.

$$V = \frac{kQ}{r}$$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$O$ හි විභවයට දායක වන ආරෝපණ:

2 cm හි $+q$, 3 cm හි $+q$, 6 cm හි $+q$.

$r$ හි $-q$.

$V_1 = \frac{kq}{2}$

$V_2 = \frac{kq}{3}$

$V_3 = \frac{kq}{6}$

$V_4 = -\frac{kq}{r}$

$+q$, 2 cm හි

ධන ආරෝපණයකි. $O$ හි එහි දායකත්වය ධන ය.

එය ළඟ ම ඇත. එබැවින් එහි දායකත්වය විශාලතම ය.

$+q$, 3 cm හි

ධන ආරෝපණයකි. එහි දායකත්වය ධන ය.

එය 2 cm හි ආරෝපණයේ දායකත්වයට වඩා කුඩා ය.

$+q$, 6 cm හි

ධන ආරෝපණයකි. එය ඈත ම ඇත.

එබැවින් එහි ධන දායකත්වය කුඩාතම ය.

$-q$, $r$ හි

ඍණ ආරෝපණයකි. එහි දායකත්වය ඍණ ය.

එය අනෙක් තුනේ එකතුව හරියට ම ශුන්‍ය කළ යුතු ය.

තර්කය / ගණනය

ධන ආරෝපණ ධන දායකත්ව දෙයි. ඍණ ආරෝපණය ඍණ දායකත්වයක් දෙයි.

විභවයට දිශාවක් නැත.

එබැවින් ආරෝපණ කොතැන තිබුණ ද වැදගත් නොවේ. දුර පමණක් වැදගත් ය.

$V_O = kq\left(\frac12 + \frac13 + \frac16 - \frac1r\right)$

$1$

$\frac12 + \frac13 + \frac16 = \frac{3 + 2 + 1}{6}$

$1 - \frac{1}{r} = 0$

$r = 1$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

වරණ 1 cm සිට 5 cm දක්වා වේ.

$r = 1$ cm පමණක් $V_O = 0$ කරයි.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

$r = 2$ cm හි දී $V_O = \frac{kq}{2}$. මෙය ශුන්‍ය නොවේ.

$r = 3$ cm හි දී $V_O = \frac{2kq}{3}$. මෙය ශුන්‍ය නොවේ.

$r = 4$ cm හි දී $V_O = \frac{3kq}{4}$. මෙය ශුන්‍ය නොවේ.

$r = 5$ cm හි දී $V_O = \frac{4kq}{5}$. මෙය ශුන්‍ය නොවේ.

පරීක්ෂා කිරීම

$1 / (1/2 + 1/3 + 1/6)$

ආරෝපණවල දිශා දී නැත.

විභවයට දිශාවක් නැති බැවින් ඒවා අවශ්‍ය නොවේ.

බලය හෝ ක්ෂේත්‍රය ඇසුවේ නම් දිශා අවශ්‍ය වේ.

නිගමනය

$r = 1\ \text{cm}$

$$\frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} = 1 = \frac{1}{r}$$

එබැවින් $r = 1$ cm.

පිළිතුර වරණය (1) යි.

විභවය බලයක් මෙන් සලකා දිශා සෙවීම.

විභවයට දිශාවක් නැත. සෑම ආරෝපණයකට ම $\frac{kq}{r}$ එහි ලකුණ සමග එකතු කරන්න.