2021 A/L Physics Past Paper · Question 44 (Sinhala Medium)

Answer: (3) $I = \dfrac{mg\tan\theta}{lB}$ සහ $Q$ සිට $P$ දක්වා ය.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: කම්බිය ආනත තලයේ නිසලව තැබීමට $I$ ධාරාව කොපමණ විය යුතුද සහ එය යා යුතු දිශාව කුමක්ද යන්නයි.

ආනත තලයක ඇති සෙල්ලම් මෝටර් රථයක් සිතන්න. එය පහළට පෙරළෙන්නට කැමතියි. එය නතර කිරීමට, ඔබ එය ආනත තලය දෙසට පැත්තෙන් තල්ලු කරයි.

මෙහිදී චුම්බක ක්ෂේත්‍රය ඒ තල්ලුව දෙයි.

අදාළ න්‍යාය

චුම්බක ක්ෂේත්‍රයකට ලම්බව තැබූ ධාරාවක් ගෙන යන සන්නායකයක ඒකක ධාරා අංශු මාත්‍රයක් මත ක්‍රියාත්මක බලය එහි චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වයයි.

වමතෙහි දබරැඟිල්ලත්, මැදැඟිල්ලත් මහපටැඟිල්ලත් එකිනෙකට ලම්බව තබා, දබරැඟිල්ලෙන් චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ දිශාවත්, මැදැඟිල්ලෙන් එය හරහා සන්නායකයේ ධාරාවේ දිශාවත් නිරූපණය කළහොත්, මාපටැඟිල්ලෙන් සන්නායකය මත ක්‍රියාත්මක වන බලයෙහි නැතහොත් එහි චලිතයෙහි දිශාව නිරූපණය වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$F = BIl$

$mg\sin\theta$

$F\cos\theta$

$F\cos\theta = mg\sin\theta$

තර්කය / ගණනය

සංකේත:

$m$ යනු කම්බියේ ස්කන්ධයයි. $l$ එහි දිගයි.

$B$ යනු චුම්බක ක්ෂේත්‍රයයි. එය කෙළින්ම ඉහළට යයි.

$I$ යනු කම්බියේ ධාරාවයි.

$\theta$ යනු ආනත තලයේ කෝණයයි.

$F$ යනු කම්බිය මත චුම්බක බලයයි.

කම්බිය මත බල තුනක් ක්‍රියා කරයි: පහළට බර $mg$, තලයට ලම්බව තලයේ තල්ලුව සහ චුම්බක බලය $F$.

ධාරාව, ක්ෂේත්‍රය සහ බලය එකිනෙකට ලම්බ ය. ක්ෂේත්‍රය ඉහළට ද කම්බිය තිරස්ව ද ඇති නිසා බලය තිරස් වන අතර කන්ද දෙසට යයි.

තලය දිගේ ගුරුත්වය $mg\sin\theta$ කින් කම්බිය පහළට අදියි. තිරස් බලයට තලය දිගේ කොටසක් $F\cos\theta$ ඇත. එය කම්බිය ඉහළට අදියි.

නිසලව තිබීමට දෙක සමාන විය යුතුය:

$$F\cos\theta = mg\sin\theta$$

එබැවින් චුම්බක බලය:

$$F = mg\tan\theta$$

කම්බිය ක්ෂේත්‍රයට ලම්බ ය. එබැවින් $F = BIl$. එය ආදේශ කරන්න:

$$BIl = mg\tan\theta$$

දෙපැත්තම $Bl$ න් බෙදන්න:

$$I = \dfrac{mg\tan\theta}{lB}$$

වචනවලින්: බෑවුම වැඩි නම්, කම්බිය බර නම් හෝ ක්ෂේත්‍රය දුර්වල නම් වැඩි ධාරාවක් අවශ්‍ය වේ.

දැන් දිශාව. ඔබේ වම් අත භාවිත කරන්න. දබරැඟිල්ල ඉහළට, $B$ දිගේ දිගු කරන්න. මහපටැඟිල්ල ආනත තලය දෙසට, බලය යා යුතු දිශාවට දිගු කරන්න.

එවිට මැදැඟිල්ලෙන් ධාරාවේ දිශාව පෙන්වයි. එය $Q$ සිට $P$ දක්වා යයි.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විශාලත්වය $\dfrac{mg\tan\theta}{lB}$ ද දිශාව $Q$ සිට $P$ දක්වා ද වේ. මෙය (3) විකල්පයයි.

(1) සහ (2) විකල්ප $\tan\theta$ වෙනුවට $\sin\theta$ භාවිත කරයි. (4) විකල්පයේ විශාලත්වය නිවැරදි නමුත් දිශාව වැරදියි. (5) විකල්පයේ කෝණයක්ම නැත.

පරීක්ෂා කිරීම

ඒකක පරීක්ෂාව:

$$BIl = \text{T} \times \text{A} \times \text{m} = \text{N}$$

$mg\tan\theta$ ද නිව්ටන්වලින් බලයකි. දෙපැත්ත ගැළපේ.

අන්ත බෑවුම් දෙකක්.

පැතලි තලයක $\theta = 0$. එබැවින් $\tan\theta = 0$. කම්බිය පැත්තට අදින කිසිවක් නැති නිසා ධාරාවක් අවශ්‍ය නැත.

ඉතා බෑවුම් සහිත තලයක $\tan\theta$ විශාල ය. විශාල ධාරාවක් අවශ්‍ය වේ.

$m * g * t / (l * b)$

නිගමනය

$I = \dfrac{mg\tan\theta}{lB}, \ Q \to P$

චුම්බක බලය තිරස් වී, ආනත තලය දෙසට විය යුතුය. $F = mg\tan\theta$.

$F = BIl$ සමග මෙයින් $I = \dfrac{mg\tan\theta}{lB}$ ලැබේ. ධාරාව $Q$ සිට $P$ දක්වා ය. පිළිතුර (3) යි.

සිරස් ක්ෂේත්‍රයක් ඇති ආනත තලයක චුම්බක බලය තිරස් ය. එයින් $\cos\theta$ කොටස පමණක් තලය දිගේ ක්‍රියා කරයි.

තලය දිගේ කොටස් සමාන කරන්න. එයින් ලැබෙන්නේ $\tan\theta$ ය, $\sin\theta$ නොවේ.

විභාග ඉඟිය