2021 A/L Physics Past Paper · Question 48 (Sinhala Medium)

Answer: (3) $30\ \text{m s}^{-1}$

දී ඇති තොරතුරු

අප දන්නා දේ:

බෝලය පොළොවේ සිට ඉහළට විසි කරනු ලැබේ.

එය $h = 25\ \text{m}$ උස $4\ \text{s}$ ක පරතරයකින් දෙවරක් පසු කරයි.

වාත ප්‍රතිරෝධය නොසලකන නිසා $g = 10\ \text{m s}^{-2}$.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: බෝලය පොළොවේ සිට විසි කළ ආරම්භක ප්‍රවේගය $u$ ය.

අදාළ න්‍යාය

වස්තූන් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට හසු වෙමින්, වාත ප්‍රතිරෝධය වැනි ප්‍රතිරෝධ නොගිණීය හැකි තරම් කුඩා වූ තත්ත්ව යටතේ චලනය වන විට, එම චලිතය ගුරුත්වය යටතේ චලිතය ලෙස නම් වේ.

$$s = \left(\frac{u + v}{2}\right)\left(\frac{v - u}{a}\right) \implies v^2 = u^2 + 2as$$

බෝලය ඉහළට යන විට $25\ \text{m}$ පසු කර, උපරිම උසේ දී නැවතී, පහළට එන විට නැවත $25\ \text{m}$ පසු කරයි.

පහළට එන චලිතය ඉහළට යන චලිතය ආපසු ක්‍රියාත්මක කිරීම වැනි ය.

එබැවින් $4\ \text{s}$ සමාන කොටස් දෙකකට බෙදේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$t = \dfrac{4}{2}$

$0 = v_{25} - g t$

$v_{25}^2 = u^2 - 2 g h$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

සියලු ඒකක m සහ s වලින් ඇත.

එබැවින් පිළිතුර $\text{m s}^{-1}$ වලින් ලැබේ.

$2$

$t = \dfrac{4}{2} = 2$

$20$

$v_{25} = g t = 10 \times 2$

$20^2 = u^2 - 2 \times 10 \times 25$

$u^2 = 400 + 500 = 900$

$30$

$u = 30$

තර්කය / ගණනය

$25\ \text{m}$ සිට උපරිම උස දක්වා යාමට බෝලයට $2\ \text{s}$ ක් ගත වේ.

එබැවින් $25\ \text{m}$ දී එහි වේගය $g \times 2 = 20\ \text{m s}^{-1}$ වේ.

$25\ \text{m}$ නගින විට වේගය අඩු වූ නිසා පොළොවේ දී එය මෙයට වඩා වැඩි විය.

එය $30\ \text{m s}^{-1}$ වේ.

විකල්ප (3).

පරීක්ෂා කිරීම

$sqrt(v^2 + 2 * g * h)$

පිළිතුර ගැළපේ ද?

උපරිම උස:

$$H = \dfrac{u^2}{2g} = \dfrac{900}{20} = 45\ \text{m}$$

මෙය $25\ \text{m}$ ට වඩා ඉහළ ය. එය නිවැරදි ය.

උපරිම උසට පැමිණීමට බෝලයට $\dfrac{30}{10} = 3\ \text{s}$ ගත වේ.

ඊට $2\ \text{s}$ කට පෙර එය $45 - \tfrac{1}{2} \times 10 \times 2^2 = 25\ \text{m}$ හි පවතී. මෙය ගැළපේ.

නිගමනය

$u = \sqrt{20^2 + 2 \times 10 \times 25} = 30\ \text{m s}^{-1}$

ආරම්භක ප්‍රවේගය $u = 30\ \text{m s}^{-1}$ වේ.

පිළිතුර (3) යි.

ඉහළට විසි කළ බෝලය සෑම උසක්ම දෙවරක් පසු කරයි. එක් වරක් ඉහළට යන විට ද, එක් වරක් පහළට එන විට ද.

පසු කිරීම් දෙක අතර කාලයෙන් භාගය උපරිම උසට යාමට ගතවන කාලයයි.

ඒ භාගය භාවිත කර එම උසේ දී වේගය සොයන්න.

විභාග ඉඟිය