2019 A/L Physics Past Paper · Question 17 (Sinhala Medium)

Answer: (1) $\dfrac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$ →

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ:

$A$ හි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ විශාලත්වය සහ දිශාව.

ලක්ෂීය ආරෝපණ අටක් සමචතුරස්‍ර දැලක $A$ වටා ඇත.

අදාළ න්‍යාය

$Q$ ලක්ෂීය ආරෝපණයකින් $r$ දුරින් ක්ෂේත්‍රය:

$$E = \dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0 r^2}$$

ධන ආරෝපණයකින් එය ඉවතට යයි. සෘණ ආරෝපණයක් දෙසට යයි.

ආරෝපණ කිහිපයක් ඇති විට ක්ෂේත්‍ර දෛශික ලෙස එකතු වේ.

තව ද එම තීව්‍රතාව දෛශික රාශියක් වන අතර එම ධන ආරෝපණය මත ක්‍රියාකරන බලයෙහි දිශාවෙන් තීව්‍රතාවෙහි දිශාව නිරූපණය වේ.

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$A$ සිට බලන විට ප්‍රභව:

ඉහළින් $+3q$, $a$ දුරින්.

පහළින් $+3q$, $a$ දුරින්.

වම පස $+q$, $a$ දුරින්.

දකුණු පස $-q$, $a$ දුරින්.

කොන් හතරේ $+q$ හතරක්, සෑම එකක්ම $\sqrt{2}\,a$ දුරින්.

ලකුණු:

$+x$ දකුණට සහ $+y$ ඉහළට.

ධන ආරෝපණයක් ක්ෂේත්‍රය තමාගෙන් ඉවතට තල්ලු කරයි. සෘණ ආරෝපණයක් තමා දෙසට ඇද ගනී.

තර්කය / ගණනය

ඉහළ සහ පහළ $+3q$

$E_y = 0$

සෑම එකක්ම $\dfrac{3q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$ දෙයි.

ඉහළ එකේ ක්ෂේත්‍රය පහළට යයි. පහළ එකේ ක්ෂේත්‍රය ඉහළට යයි.

ඒවා සමාන සහ ප්‍රතිවිරුද්ධ ය. ඒවා නිශ්ශේෂ වේ.

කොන් හතරේ $+q$

$\vec E_{corner} = 0$

සෑම එකක්ම $\dfrac{q}{4\pi\varepsilon_0 (\sqrt{2}a)^2} = \dfrac{q}{8\pi\varepsilon_0 a^2}$ දෙයි.

ප්‍රතිවිරුද්ධ කොන් $A$ හි ප්‍රතිවිරුද්ධ පැතිවල සමාන දුරින් ඇත.

ඒවා යුගල වශයෙන් නිශ්ශේෂ වේ.

වම පස $+q$

$E = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}\ \rightarrow$

එහි ක්ෂේත්‍රය $+q$ ඉවතට, දකුණට යයි.

එහි විශාලත්වය $\dfrac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$ ය.

දකුණු පස $-q$

එහි ක්ෂේත්‍රය $-q$ දෙසට යයි, ඒත් දකුණට.

දෛශික ලෙස එකතු කරමු.

සිරස් කොටස් නිශ්ශේෂ වේ.

කොන් ශුන්‍ය දෙයි.

තිරස් කොටස් දෙකම එකම දිශාවට, දකුණට.

$E = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2} + \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 a^2} = \frac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විශාලත්වය $\dfrac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$ ය, දිශාව දකුණට ය.

එය වරණය (1) යි.

වරණය (3) ට ද එම විශාලත්වයම ඇත. නමුත් දිශාව ප්‍රතිවිරුද්ධ ය.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

මෙම වරණයේ සිරස් ක්ෂේත්‍රයක් ඇත. එය නැත.

දිශාව ප්‍රතිවිරුද්ධ ය.

මෙම වරණය $+3q$ ආරෝපණ නිශ්ශේෂ කර නැත.

පරීක්ෂා කිරීම

සමමිතිය මගින් පරීක්ෂාවක්.

$-q$ , $+q$ නම් රූපය සම්පූර්ණ සමමිතික වේ. එවිට $A$ හි ක්ෂේත්‍රය ශුන්‍ය වේ.

අපේ එකතුව එවිට $q - q = 0$ දෙයි. එබැවින් සමමිතිය බිඳින්නේ $-q$ පමණි.

නිගමනය

$E = \frac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}\ \rightarrow$

සමමිතික යුගල නිශ්ශේෂ වේ.

වම පස $+q$ සහ දකුණු පස $-q$ දෙකම දකුණට ක්ෂේත්‍රයක් දෙයි.

එබැවින් ක්ෂේත්‍රය $\dfrac{2q}{4\pi\varepsilon_0 a^2}$, දකුණට ය.

පිළිතුර වරණය (1) යි.

ආරෝපණ කිහිපයක ක්ෂේත්‍රය ඇසූ විට, මුලින් නිශ්ශේෂ වන යුගල සොයන්න.

ඉන්පසු ඉතිරිය පමණක් ගණනය කරන්න.

විභාග ඉඟිය