රූපයේ දැක්වෙන පරිදි U-නලයක දෙපසටම ජලය සහ පොල් තෙල් වත් කර ඇත. ජල-තෙල් අතුරු මුහුණත නලයේ මැදින් සිරස්ව පිහිටා ඇති බව සලකන්න (ρ_w = ජලයේ ඝනත්වය, ρₒ = පොල් තෙලේ ඝනත්වය). මෙම තත්ත්වය සම්බන්ධයෙන් පහත ප්රකාශ සලකන්න. (A) P ලක්ෂ්යයේ පීඩනය = Q ලක්ෂ්යයේ පීඩනය (B) h₁ρ_w = h₂ρₒ (C) h₃ρ_w = h₄ρₒ ඉහත ප්රකාශවලින්,

(1) (A) පමණක් සත්යයි.

(2) (B) පමණක් සත්යයි.

(4) (B), (C) පමණක් සත්යයි.

(5) (A), (B), (C) සියල්ලම සත්යයි.

2020 A/L Physics Past Paper · Question 20 (Sinhala Medium)

U-නලයක ජලය සහ පොල් තෙල් — සත්‍ය වන්නේ කුමන ප්‍රකාශද?

රූපයේ දැක්වෙන පරිදි U-නලයක දෙපසටම ජලය සහ පොල් තෙල් වත් කර ඇත. ජල-තෙල් අතුරු මුහුණත නලයේ මැදින් සිරස්ව පිහිටා ඇති බව සලකන්න ( $\rho_w$ = ජලයේ ඝනත්වය, $\rho_o$ = පොල් තෙලේ ඝනත්වය). මෙම තත්ත්වය සම්බන්ධයෙන් පහත ප්‍රකාශ සලකන්න.

(A) $P$ ලක්ෂ්‍යයේ පීඩනය = $Q$ ලක්ෂ්‍යයේ පීඩනය

(B) $h_1\rho_w = h_2\rho_o$

ඉහත ප්‍රකාශවලින්,

(1) (A) පමණක් සත්‍යයි.
(2) (B) පමණක් සත්‍යයි.
(3) (A), (B) පමණක් සත්‍යයි.
(4) (B), (C) පමණක් සත්‍යයි.
(5) (A), (B), (C) සියල්ලම සත්‍යයි.

Answer and explanation

Answer: (3) (A), (B) පමණක් සත්‍යයි.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

ප්‍රකාශ තුනෙන් සත්‍ය වන්නේ කුමනද යන්න සොයා ගත යුතුයි.

පදනම: නිසල ද්‍රවයක $h$ ගැඹුරේ පීඩනය $p_0 + h\rho g$ ; එකම ද්‍රවයක් තුළ එකම මට්ටමේ පීඩනය සමානයි.

අදාළ න්‍යාය

වායුගෝලයට නිරාවරණය වූ ද්‍රවයක ද්‍රව පෘෂ්ඨයේ සිට $h$ ගැඹුරින් වූ A ලක්ෂ්‍යයක් සලකමු.

$p = p_0 + h\rho g$

A ට සම මට්ටමේ වූ B ලක්ෂ්‍යයේ පීඩනය ද මීට සමාන වේ.

මූලික සංකල්පය: ද්‍රව කඳක පීඩනය $h\rho g$ .

විවෘත මතුපිට දෙකෙහිම පීඩනය $p_0$ වේ.

"එකම මට්ටම ⇒ එකම පීඩනය" යන නීතිය වලංගු වන්නේ නිසල, අඛණ්ඩ එකම ද්‍රවයක් තුළ පමණි.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විකල්ප සත්‍ය ප්‍රකාශවල සංයෝජන: {A}, {B}, {A, B}, {B, C}, {A, B, C}.

තුනම විමසා පසුව ගැළපෙන විකල්පය තෝරමු.

තර්කය / ගණනය

P ලක්ෂ්‍යයේ පීඩනය $= Q$ ලක්ෂ්‍යයේ පීඩනය

$P$ , $Q$ යනු අතුරු මුහුණතේ දෙපසම එකිනෙක ස්පර්ශ වන ලක්ෂ්‍ය දෙකකි.

අතුරු මුහුණත නිසල බැවින් එහි දෙපසම පීඩනය සමානයි.

නැතහොත් අතුරු මුහුණත ගමන් කරනු ඇත.

$h_1\rho_w = h_2\rho_o$

ජල කඳ $h_1$ හි පීඩනය:

$p_P = p_0 + h_1\rho_w g$

තෙල් කඳ $h_2$ හි පීඩනය:

$p_Q = p_0 + h_2\rho_o g$

(A) අනුව මේවා සමාන වේ:

$h_3\rho_w = h_4\rho_o$

$h_3$ , $h_4$ මනින්නේ එකම තිත්කැටි මට්ටමක් දක්වාය — එය $P$ ට ඉහළින් $z$ උසකින්.

$h_3 = h_1 - z$ , $h_4 = h_2 - z$

එබැවින්:

$h_3\rho_w - h_4\rho_o = (h_1\rho_w - h_2\rho_o) - z(\rho_w - \rho_o) = -z(\rho_w - \rho_o) \neq 0$

මන්ද $\rho_w > \rho_o$ .

එම මට්ටම විවිධ ද්‍රව දෙකක් හරහා යන බැවින් "එකම මට්ටම, එකම පීඩනය" අදාළ නොවේ.

වැරදි ප්‍රකාශය (C) ආකර්ෂණීය වන්නේ ඇයි: මට්ටමට පහළින් ජල පැත්තේ $z$ උසැති ජලය ඇත.

තෙල් පැත්තේ $z$ උසැති තෙල් ඇත.

ඒවායේ බර වෙනස් බැවින් මට්ටමේ පීඩන වෙනස් වේ — ජල පැත්ත අඩුයි.

සංඛ්‍යා සමඟ ( $\rho_w = 1000$ , $\rho_o = 920$ , $h_1 = 0.20$ m, $z = 0.10$ m, $g = 10$ ):

$h_3\rho_w g = 1000$ Pa

$h_4\rho_o g \approx 1080$ Pa

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

(B) ද සත්‍යයි.

(A) ද සත්‍යයි.

නිගමනය

(A), (B) සත්‍යයි; (C) සත්‍ය නොවේ — පිළිතුර (3).

"එකම මට්ටම, එකම පීඩනය" යොදාගැනීමට පෙර, ලක්ෂ්‍ය දෙකම එකම ද්‍රවයකින් අඛණ්ඩව සම්බන්ධද යන්න බලන්න.

ද්‍රව දෙකක් ඇති U-නලයක, සංසන්දනයට ආරක්ෂිත එකම මට්ටම අතුරු මුහුණතේ මට්ටමයි.

විභාග ඉඟිය

தமிழ் · English