2018 A/L Physics Past Paper · Question 49 (Sinhala Medium)

Answer: (5) රූපය (5)

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: $PQ$ අක්ෂ දණ්ඩේ වි.ගා.බ. $e$ කාලය සමග වෙනස් වන ආකාරය.

$e$ යනු $Q$ ට සාපේක්ෂව $P$ හි වි.ගා.බ. යි.

අදාළ න්‍යාය

සන්නායකයක් ඡේදනය කරන්නාවූ ලෙස චුම්බක ස්‍රාවය වෙනස් වෙමින් පවතින විට සන්නායකයේ දෙකෙලවර අතර විද්‍යුත්ගාමක බලයක් හටගැනීම විද්‍යුත් චුම්බක ප්‍රේරණය ලෙස සංක්ෂිප්තව හැඳින්විය හැකිය.

එනම්, සන්නායකය චුම්බක ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තර විට එය ධාරාවක් ගෙන ගිය ද එය මත බලයක් ක්‍රියා නොකරයි.

අක්ෂ දණ්ඩ ක්ෂේත්‍රයක් තුළ චලනය වන සන්නායකයකි. එහි කෙළවර අතර වි.ගා.බ. ප්‍රේරණය වේ.

$$e = (\vec v \times \vec B) \cdot \vec L$$

$\vec B$ ඔස්සේ ඇති ප්‍රවේග සංරචකය $v_z$ වේ. එයින් වි.ගා.බ. නොලැබේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$e = (\vec v \times \vec B)\cdot \vec L$

$e = B L v_x = B L v\cos\phi$

තර්කය / ගණනය

ප්‍රස්තාරයේ තිරස්ව කාලය $t$ ඇත. සිරස්ව $P$ හි $e$ ඇත.

$t = 0$ දී කාරය මාර්ගයේ පතුල වන $O$ හි ඇත. එහි එය $+x$ ඔස්සේ තිරස්ව යයි.

එබැවින් $\phi = 0$ හා $v_x = v$.

$$e = BLv$$

මෙය විශාලතම $e$ වේ.

ශීර්ෂවල හා පතුල්වල $\phi = 0$. එහි $e$ විශාලතම ය.

වඩාත් ආනත තැන්වල $\phi = \phi_{max}$. එහි $e$ කුඩාතම ය.

ශීර්ෂයකින් හෝ පතුලකින් ආනත කොටසකට යන විට $\cos\phi$ අඩු වේ. එබැවින් $e$ අඩු වේ.

ඊළඟ ශීර්ෂයේ හෝ පතුලේ $e$ නැවත වැඩි වේ.

සෑම ශීර්ෂයකට ම සෑම පතුලකට ම $e$ හි එක් උපරිමයක් ඇත. එබැවින් $e$ මාර්ගයට වඩා දෙගුණයක් ඉක්මනින් නැවත සිදු වේ.

විශාලතම $e$ යනු $BLv$ ය.

කුඩාතම $e$ යනු $BLv\cos\phi_{max}$ ය. එය $0$ ට වඩා විශාල ය. එය කඩ ඉරයි.

$q\vec v \times \vec B$ බලය ධන ආරෝපණ $P$ දෙසට තල්ලු කරයි. එබැවින් $e$ සෑම විට ම ධන ය.

එබැවින් ප්‍රස්තාරය $t = 0$ දී එහි ඉහළ ම ලක්ෂ්‍යයෙන් ඇරඹේ.

ඉන්පසු එය උපරිම හා අවම අතර දෝලනය වේ. අවම කිසි විට ශුන්‍යයට නොපැමිණේ.

එය කඩ ඉර මත සිටින දුනු වැනි ය.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

ඉහළ ම ලක්ෂ්‍යයෙන් ඇරඹෙන්නේ රූපය (5) පමණි. එය ශුන්‍යයට ඉහළින් පවතී. එහි අවම කිසි විට ශුන්‍යයට නොපැමිණේ.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

මෙම තරංගයේ ලකුණ මාරු වේ.

මෙය ශුන්‍යයට පහළින් ඇත.

මෙය අවමයකින් ඇරඹේ.

මෙය ශුන්‍යය ස්පර්ශ කරයි.

නිගමනය

$$e = BLv\cos\phi$$

එය $t = 0$ දී විශාලතම ය. සෑම විට ම ධන ය. එහි අවම කිසි විට ශුන්‍යයට නොපැමිණේ.

පිළිතුර වරණය (5) යි.

ගවේෂණය කරන්න

සෙල්ලම් කාරයක් සයිනාකාර මාර්ගයක් දිගේ නියත වේගයකින් යයි. $B$ ක්ෂේත්‍රය කෙළින් ම ඉහළට ය. $t = 0$ දී කාරය මාර්ගයේ පතුල වන $O$ හි ඇත.

ලෝහ අක්ෂ දණ්ඩ $PQ$ කාරය සමග යයි. එය $B$ හරහා යන විට $P$ හා $Q$ අතර වි.ගා.බ. $e$ ප්‍රේරණය වේ.

මාර්ගයේ පතුලේ හා ශීර්ෂයේ කාරය තිරස්ව යයි. එහි මුළු වේගය ම $B$ හරහා ය. එබැවින් $e$ විශාලතම ය.

ආනත කොටස්වල චලිතයෙන් කොටසක් ඉහළට හෝ පහළට, $B$ ඔස්සේ ය. එම කොටසින් කිසිවක් නොලැබේ. එබැවින් $e$ අඩු වේ. නමුත් ශුන්‍ය නොවේ.

කාරය කිසි විට ආපසු නොයයි. එබැවින් $e$ හි ලකුණ වෙනස් නොවේ. $t = 0$ දී උපරිම ය, සෑම විට ම ශුන්‍යයට ඉහළින්: වරණය (5).