2021 A/L Physics Past Paper · Question 49 (Sinhala Medium)

ප්ලාස්කුවේ ආනත පෘෂ්ඨය මත ජලයේ බලය

ජලය පුරවා ඇති කේතු ප්ලාස්කුවක සිරස් හරස්කඩක් රූපයේ පෙන්වා ඇත. ප්ලාස්කුව තුළ ජල මට්ටමේ උස 0.25 m0.25\ \text{m} වන අතර වෘත්තාකාර පාදමේ අභ්‍යන්තර විෂ්කම්භය 0.20 m0.20\ \text{m} වේ. ප්ලාස්කුවේ අන්තර්ගත ජලයේ පරිමාව 2.5×10−3 m32.5 \times 10^{-3}\ \text{m}^3 වේ. ප්ලාස්කුවේ ආනත පෘෂ්ඨය මත ජලය මගින් ඇති කරනු ලබන මුළු බලයේ විශාලත්වය කොපමණ ද? ජලයේ ඝනත්වය =103 kg m−3= 10^3\ \text{kg m}^{-3}. (π=3\pi = 3 ලෙස ගන්න.)

  1. (1) 10 N10\ \text{N}
  2. (2) 20 N20\ \text{N}
  3. (3) 30 N30\ \text{N}
  4. (4) 40 N40\ \text{N}
  5. (5) 50 N50\ \text{N}
Answer and explanation

Answer: (5) 50 N50\ \text{N}

දී ඇති තොරතුරු

අපි දන්නා දේ:

ජල මට්ටමේ උස: H=0.25 mH = 0.25\ \text{m}.

වෘත්තාකාර පාදමේ විෂ්කම්භය: 0.20 m0.20\ \text{m}. එබැවින් අරය 0.10 m0.10\ \text{m}.

ජලයේ පරිමාව: V=2.5×10−3 m3V = 2.5 \times 10^{-3}\ \text{m}^3.

ජලයේ ඝනත්වය: ρ=103 kg m−3\rho = 10^3\ \text{kg m}^{-3}. π=3\pi = 3 ලෙස ගන්න.

ප්‍රශ්න පත්‍රයේ gg දී නැත. ලකුණු දීමේ පටිපාටියේ මෙන් g=10 m s−2g = 10\ \text{m s}^{-2} ලෙස ගනිමු.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: ප්ලාස්කුවේ ආනත පෘෂ්ඨය මත ජලය ඇති කරන බලය ය.

සැලැස්ම පියවර තුනකි.

පළමුව පාදම මත ජලයේ බලය සොයන්න.

ඉන්පසු ජලයේ බර සොයන්න.

ආනත බිත්තිය ඒවායේ වෙනස දරයි.

අදාළ න්‍යාය

පීඩනය යනු ඒකක වර්ගඵලයකට ලම්බකව ක්‍රියා කරන බලය බැවින්,

වස්තූන් දෙකක් අතර අන්තර්ක්‍රියාවක දී (ගැටුමකදී) ඒවා එකිනෙක අතර සමාන සහ ප්‍රතිවිරුද්ධ බල ක්‍රියාත්මක වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

p=Hρgp = H\rho g

Fbase=pAF_{\text{base}} = pA

W=ρVgW = \rho V g

Fbase=W+FwallF_{\text{base}} = W + F_{\text{wall}}

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

ජලය නිශ්චලව ඇත.

පාදම ජලය ඉහළට තල්ලු කරයි.

බර එය පහළට අදියි. ආනත බිත්තිය ජලය පහළටත් ඇතුළතටත් තල්ලු කරයි.

බිත්තියේ තිරස් තල්ලු ප්ලාස්කුව වටා කැපී යයි. ඉතිරි වන්නේ සිරස් කොටස පමණි.

0.030.03

A=πr2=3×0.102A = \pi r^2 = 3 \times 0.10^2

25002500

p=Hρg=0.25×1000×10p = H\rho g = 0.25 \times 1000 \times 10

7575

Fbase=pA=2500×0.03F_{\text{base}} = pA = 2500 \times 0.03

2525

W=ρVg=1000×2.5×10−3×10W = \rho V g = 1000 \times 2.5 \times 10^{-3} \times 10

5050

Fwall=Fbase−W=75−25F_{\text{wall}} = F_{\text{base}} - W = 75 - 25

සියලු රාශි SI ඒකකවලින් ඇත.

පීඩනය Pa=N m−2\text{Pa} = \text{N m}^{-2} වලින් ද වර්ගඵලය m2\text{m}^2 වලින් ද ඇති නිසා බලය නිව්ටන්වලින් ලැබේ.

තර්කය / ගණනය

ආනත බිත්තිය ජලය 50 N50\ \text{N} කින් තල්ලු කරයි.

ජලය බිත්තිය සමාන සහ ප්‍රතිවිරුද්ධ බලයකින් තල්ලු කරයි.

එබැවින් ආනත පෘෂ්ඨය මත ජලය ඇති කරන බලය 50 N50\ \text{N} ය.

පිළිතුර (5).

පරීක්ෂා කිරීම

H∗rho∗g∗3∗r∗r−rho∗V∗gH * rho * g * 3 * r * r - rho * V * g

පිළිතුර ගැළපේ ද?

ප්ලාස්කුව ඉහළට පටු වේ. එබැවින් පාදම මත 0.25 m0.25\ \text{m} උස සරල කඳකට වඩා අඩු ජලයක් එහි ඇත. එම කඳේ බර 75 N75\ \text{N} වේ.

පාදම 75 N75\ \text{N} ක් දැනේ. එය ජලයේ බරට වඩා තුන් ගුණයකි. ඉතිරි 50 N50\ \text{N} ආනත බිත්තිය දරයි.

නිගමනය

Fwall=HρgA−ρVg=75−25=50 NF_{\text{wall}} = H\rho g A - \rho V g = 75 - 25 = 50\ \text{N}

පාදම මත බලය pA=2500×0.03=75 NpA = 2500 \times 0.03 = 75\ \text{N} ය.

ජලයේ බර 25 N25\ \text{N} ය.

එබැවින් ආනත බිත්තිය 75−25=50 N75 - 25 = 50\ \text{N} දරයි. පිළිතුර (5) යි.

පාදම පුළුල් ප්ලාස්කුවක පාදමේ බලය ජලයේ බරට වඩා විශාල විය හැකි ය.

පාදමේ බලය පීඩනයෙන් සොයන්න. බර අඩු කරන්න. ඉතිරිය ආනත බිත්තිය දරයි.

විභාග ඉඟිය

தமிழ் · English