2019 A/L Physics Past Paper · Question 36 (Sinhala Medium)

Answer: (4) රූපය (4)

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: සියලු ම ගැටුම්වලින් අනතුරුව බෝල හතර චලිත වන ආකාරය.

එනම් එක් එක් බෝලයේ වේගය හා දිශාව.

අදාළ න්‍යාය

එකිනෙක සමග අන්තර්ක්‍රියාවන්හි යෙදෙන (ගැටෙන) වස්තූන්ගෙන් යුත් පද්ධතියක් මත බාහිර බලයක් ක්‍රියා නොකරයි නම්, එම පද්ධතියෙහි පූර්ණ ගම්‍යතාව නියතව පවතී.

පෘෂ්ඨය සුමට ය. එබැවින් තිරස් දිශාවට කිසිදු බලයක් ක්‍රියා නොකරයි.

එබැවින් සෑම ගැටුමකට ම පෙර හා පසු ගම්‍යතාව එක ම ය.

ගැටුම් ප්‍රත්‍යාස්ථ ය. එබැවින් චාලක ශක්තිය ද එක ම ය.

මෙම නීති දෙකෙන්, නිශ්චල $m_2$ සමග $m_1$, $u$ වේගයෙන් ගැටෙන විට:

$$v_1 = \frac{m_1 - m_2}{m_1 + m_2}u$$

$$v_2 = \frac{2m_1}{m_1 + m_2}u$$

අවශ්‍ය සමීකරණ

$m_1u = m_1v_1 + m_2v_2$

$\frac{1}{2}m_1u^2 = \frac{1}{2}m_1v_1^2 + \frac{1}{2}m_2v_2^2$

$m_1 = m_2 \Rightarrow v_1 = 0,\ v_2 = u$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

රූපවලින් අවසානයේ පළමු බෝලය හා $2m$ බෝලය චලිත වන ආකාරය පෙන්වයි.

ගැටුම් එකින් එක අනුගමනය කරමු. ඉන්පසු සසඳමු.

තර්කය / ගණනය

ආරම්භයේ දී

පළමු බෝලය $v$ වේගයෙන් දකුණට චලිත වේ.

2, 3 හා $2m$ බෝල නිශ්චල ය.

මුළු ගම්‍යතාව $mv$ වේ. මුළු චාලක ශක්තිය $\frac{1}{2}mv^2$ වේ.

1 හා 2, ඉන්පසු 2 හා 3 ගැටීම

සමාන ස්කන්ධ ඒවායේ වේග හුවමාරු කර ගනී.

පළමු බෝලය නතර වේ. 2 වන බෝලය $v$ වේගයෙන් යයි.

2 වන බෝලය 3 වන බෝලයේ ගැටී නතර වේ. 3 වන බෝලය $v$ වේගයෙන් යයි.

3 හා $2m$ ගැටීම

$$v_3 = \frac{m - 2m}{3m}v = -\frac{v}{3}$$

ඍණ ලකුණෙන් අදහස් වන්නේ 3 වන බෝලය වමට ආපසු හැරෙන බවයි.

$$v_{2m} = \frac{2m}{3m}v = \frac{2v}{3}$$

$2m$ බෝලය දකුණට ඉදිරියට යයි.

ආපසු ගමන

3 වන බෝලය $\frac{v}{3}$ වේගයෙන් වමට ගොස් 2 වන බෝලයේ ගැටේ. ඒවා වේග හුවමාරු කර ගනී. 3 වන බෝලය නතර වේ.

2 වන බෝලය පළමු බෝලයේ ගැටේ. ඒවා වේග හුවමාරු කර ගනී. 2 වන බෝලය නතර වේ.

පළමු බෝලය $\frac{v}{3}$ වේගයෙන් වමට යයි.

තවත් ගැටුම් නැත. පළමු බෝලය වමට ද $2m$ දකුණට ද යයි.

අවසානයේ:

පළමු බෝලය: වමට $\frac{v}{3}$.

2 හා 3 බෝල: නිශ්චල ය.

$2m$ බෝලය: දකුණට $\frac{2v}{3}$.

මෙය රූපය (4) සමග ගැළපේ: වමට $\frac{v}{3}$ ඊතලයක් හා දකුණට $\frac{2v}{3}$ ඊතලයක්.

පරීක්ෂා කිරීම

$mv$

$-m\frac{v}{3} + 2m\frac{2v}{3} = mv$

$\frac{1}{2}mv^2$

$\frac{1}{2}m\frac{v^2}{9} + \frac{1}{2}(2m)\frac{4v^2}{9} = \frac{1}{2}mv^2$

නිගමනය

පළමු බෝලය $\frac{v}{3}$ වේගයෙන් වමට චලිත වේ.

$2m$ බෝලය $\frac{2v}{3}$ වේගයෙන් දකුණට චලිත වේ.

මැද බෝල දෙක නිශ්චල ය.

එබැවින් පිළිතුර රූපය (4).

ගම්‍යතාව නිවැරදි වීම පමණක් ප්‍රමාණවත් යැයි සිතීම.

ප්‍රත්‍යාස්ථ ගැටුමක චාලක ශක්තිය ද නොවෙනස්ව පැවතිය යුතු ය.

(2), (3) හා (5) ගම්‍යතාව රකියි. නමුත් චාලක ශක්තිය නොරකියි.