2020 A/L Physics Past Paper · Question 10 (Sinhala Medium)

Answer: (3) $\dfrac{15}{2}$ N

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සොයන්නේ: $1.0$ kg උපකරණයේ ග්‍රහලෝක පෘෂ්ඨයේ බර $W = mg_P$; $g_P$ ව පෘථිවියේ $g = 10\ \text{N kg}^{-1}$ සමග සංසන්දනය කළ හැකිය.

අදාළ න්‍යාය

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක යම් ලක්ෂ්‍යයක තැබූ ඒකක ස්කන්ධයක් මත බලය එහි 'ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව' ලෙස අර්ථ දැක්වේ. එනම් ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක තැබූ $m$ ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයක් මත $F$ බලයක් ක්‍රියා කරයි නම් එහි ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය, $g = \frac{F}{m}$ ලෙස දැක්විය හැක.

එබැවින් Pහි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව, $g = \frac{F}{m} = G\frac{M}{r^2}$

එසේම, ගෝල පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ තීව්‍රතාව, $g = \frac{GM}{R^2}$ මගින් දෙනු ලැබේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$g = \frac{GM}{R^2}$

$W = mg$

තර්කය / ගණනය

වෙනස් වන්නේ: ස්කන්ධය $M \to 3M$, අරය $R \to 2R$.

වෙනස් නොවන්නේ: $G$, උපකරණයේ ස්කන්ධය $m = 1.0$ kg.

අනුපාතය: $g \propto \dfrac{M}{R^2}$, එබැවින් $W \propto \dfrac{M}{R^2}$.

$\frac{g_P}{g_E} = \frac{3M/(2R)^2}{M/R^2}$

$\frac{g_P}{g_E} = \frac{3}{4}$

$7.5$

$g_P = 10 \times \frac{3}{4}$

$\frac{15}{2}$

$W = 1.0 \times 7.5$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

ලැබෙන අගය $\dfrac{15}{2}$ N — තෝරාගත යුත්තේ (3).

පරීක්ෂා කිරීම

මාන පරීක්ෂාව: අනුපාතය $\dfrac{g_P}{g_E}$ මානයක් නැත; $W = m \times g$ හි ඒකකය $\text{kg} \times \text{N kg}^{-1} = \text{N}$ ✓.

$m * g * kM / (kR * kR)$

දෙවන ආකාරය (පියවරෙන් පියවර): ස්කන්ධය පමණක් තුන් ගුණ වූ විට $30$ N; පසුව අරය දෙගුණ වූ විට කේන්ද්‍රයේ සිට දුර දෙගුණ, බර $\div 4$: $30 \div 4 = 7.5$ N ✓.

නිගමනය

$W = 1.0 \times 10 \times \frac{3}{4} = \frac{15}{2}\ \text{N}$

$g_P = 10 \times \dfrac{3}{4} = 7.5\ \text{N kg}^{-1}$; බර $= \dfrac{15}{2}$ N — පිළිතුර (3).

"පෘථිවියේ … ගුණයක්" ලෙස දෙන ප්‍රශ්නවල $g = \dfrac{GM}{R^2}$ හි අනුපාතය පමණක් ගන්න — $G$ හෝ පෘථිවියේ සැබෑ අගයන් අවශ්‍ය නැත.

විභාග ඉඟිය