2019 A/L Physics Past Paper · Question 23 (Sinhala Medium)

Answer: (2) $5\ \text{m s}^{-1}$

දී ඇති තොරතුරු

දී ඇති දෑ:

තහඩුවල වර්ගඵලය $A = 500\ \text{cm}^2$.

හිඩැස $d = 2$ cm.

දුස්ස්‍රාවිතා සංගුණකය $\eta = 0.2\ \text{N s m}^{-2}$.

බලය $F = 5$ N.

පහළ තහඩුව නිශ්චල ය.

වේගය හිඩැස හරහා සරල රේඛාවක් ලෙස වෙනස් වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ:

තෙල්වල මැද ස්තරයේ වේගය.

එය හිඩැසේ මැද, $\dfrac{d}{2}$ උසින් ඇත.

අදාළ න්‍යාය

නිව්ටන්ගේ දුස්ස්‍රාවිතා නියමය:

$$F = \eta A\dfrac{dv}{dx}$$

වේගය සරල රේඛාවක් ලෙස වෙනස් වන බැවින් $\dfrac{dv}{dx} = \dfrac{v}{d}$.

මෙහි $v$ යනු ඉහළ තහඩුවේ වේගය ය.

ඉහළ තහඩුව නියත වේගයෙන් චලනය වේ.

එබැවින් අප යොදන බලය දුස්ස්‍රාවී බලයට සමාන ය.

ඒකාකාර ප්‍රවාහයේ යෙදෙන තරලයක ප්‍රවේග අනුක්‍රමණය ඒකකයක් වන ස්තර දෙකක ඒකක වර්ගඵලයක් මත ක්‍රියා කරන ස්පර්ශීය බලය, තරලයේ දුස්ස්‍රාවීතා සංගුණකය ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$F = \eta A \frac{v}{d}$

$v = \frac{Fd}{\eta A}$

$v_{mid} = \frac{v}{2}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

සැලැස්ම:

මුලින් ඒකක SI වලට හරවමු.

ඉන්පසු ඉහළ තහඩුවේ වේගය සොයමු.

මැද ස්තරයට එහි අඩක් ඇත.

තර්කය / ගණනය

$0.05$

$A = 500 \times 10^{-4}$

$0.02$

$d = 2 \times 10^{-2}$

$v = \frac{Fd}{\eta A} = \frac{5 \times 0.02}{0.2 \times 0.05}$

$10$

$v = \frac{0.1}{0.01}$

$5$

$v_{mid} = v \times \frac{d/2}{d} = \frac{10}{2}$

වේග අනුක්‍රමණය මුළු හිඩැස පුරාම එකම ය:

$$\dfrac{v}{d} = \dfrac{10}{0.02} = 500\ \text{s}^{-1}$$

$\dfrac{d}{2} = 0.01$ m උසේ දී වේගය $500 \times 0.01 = 5\ \text{m s}^{-1}$ ය.

පරීක්ෂා කිරීම

ඒකක පරීක්ෂාව:

$$\dfrac{\text{N} \cdot \text{m}}{\text{N s m}^{-2} \cdot \text{m}^2} = \text{m s}^{-1}$$

සෑම පියවරකදීම SI ඒකක භාවිත කළෙමු.

මෙය සාධාරණ ද?

මැද ස්තරය පහළ තහඩුවට වඩා වේගවත් විය යුතු ය, 0.

ඉහළ තහඩුවට වඩා සෙමින්, 10.

$5$ ඒ දෙක අතර ය.

$F * d / (eta * A) / 2$

නිගමනය

$v_{mid} = 5\ \text{m s}^{-1}$

ඉහළ තහඩුව $v = \dfrac{Fd}{\eta A} = 10\ \text{m s}^{-1}$ වේගයෙන් චලනය වේ.

මැද ස්තරයට එහි අඩක්, $5\ \text{m s}^{-1}$.

එබැවින් පිළිතුර වරණය (2) යි.