2022 A/L Physics Past Paper · Question 14 (Sinhala Medium)

ග්‍රීස් පුඩුවක් හරහා ග්‍රීස් යැවීමට අවශ්‍ය පීඩන අන්තරය

මෝටර් රථයක ඇති ග්‍රීස් පුඩුවක (grease nipple) විෂ්කම්භය 5×10−4 m5 \times 10^{-4}\ \text{m} වන අතර දිග 3×10−3 m3 \times 10^{-3}\ \text{m} වේ. ග්‍රීස්වල දුස්ස්‍රාවිතා සංගුණකය 80 Pa s80\ \text{Pa s} නම් 10 s10\ \text{s} තුළදී ග්‍රීස් 10−6 m310^{-6}\ \text{m}^3 පරිමාවක් පුඩුව හරහා යැවීම සඳහා කොපමණ පීඩන අන්තරයක් අවශ්‍ය වේ ද? [(2.5)4=40(2.5)^4 = 40 සහ π=3\pi = 3 ලෙස ගන්න]

  1. (1) 1.6×103 Pa1.6 \times 10^{3}\ \text{Pa}
  2. (2) 1.6×104 Pa1.6 \times 10^{4}\ \text{Pa}
  3. (3) 1.6×105 Pa1.6 \times 10^{5}\ \text{Pa}
  4. (4) 1.6×106 Pa1.6 \times 10^{6}\ \text{Pa}
  5. (5) 1.6×107 Pa1.6 \times 10^{7}\ \text{Pa}
Answer and explanation

Answer: (5) 1.6×107 Pa1.6 \times 10^{7}\ \text{Pa}

දී ඇති තොරතුරු

අපි දන්නා දේ:

පුඩුව සිහින් නළයකි. එහි දිග l=3×10−3 ml = 3 \times 10^{-3}\ \text{m} ය.

එහි විෂ්කම්භය d=5×10−4 md = 5 \times 10^{-4}\ \text{m} ය.

ග්‍රීස්වල දුස්ස්‍රාවිතා සංගුණකය η=80 Pa s\eta = 80\ \text{Pa s} ය.

යවන පරිමාව V=10−6 m3V = 10^{-6}\ \text{m}^3 ය, කාලය t=10 st = 10\ \text{s} ය.

(2.5)4=40(2.5)^4 = 40 සහ π=3\pi = 3 ලෙස ගත හැකි ය.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: පුඩුවේ කෙළවර දෙක අතර පීඩන අන්තරය Δp\Delta p.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

VV (m3\text{m}^3): ගලා යන ග්‍රීස් පරිමාව.

tt (s\text{s}): ගත වූ කාලය.

aa (m\text{m}): නළයේ අරය.

ll (m\text{m}): නළයේ දිග.

η\eta (Pa s\text{Pa s}): ද්‍රවයේ දුස්ස්‍රාවිතා සංගුණකය.

Δp\Delta p (Pa\text{Pa}): කෙළවර දෙක අතර පීඩන අන්තරය.

අදාළ න්‍යාය

කේශික නළයක් තුළින් ඒකාකාර ප්‍රවාහයේ යෙදෙන ද්‍රවයක ප්‍රවාහ ශීඝ්‍රතාව සඳහා ප්‍රකාශනයක් පොයිසෙල් සමීකරණය මගින් ලැබේ.

Vt=πa48η(Δpl)\frac{V}{t} = \frac{\pi a^4}{8\eta}\left(\frac{\Delta p}{l}\right)

(d) නළය තිරස් සහ සිහින් විය යුතු ය.

උදාහරණයක් ලෙස, සිහින් බටයකින් මීපැණි තල්ලු කිරීම සිතන්න.

යුෂවලට වඩා ඝන මීපැණි තල්ලු කිරීමට තදින් තල්ලු කළ යුතු ය. දිගු බටයකට ද තදින් තල්ලු කළ යුතු ය. සිහින් බටයකට ඊටත් වඩා තදින් තල්ලු කළ යුතු ය.

පොත මෙය එක් සමීකරණයක් බවට පත් කරයි. η\eta විශාල වන විට හෝ නළයේ දිග ll වැඩි වන විට තල්ලුව Δp\Delta p වැඩි ය. අරය aa විශාල නම් එය කුඩා ය, අරය හතරවන බලයට ගනු ලැබේ.

Vt=πa48η(Δpl)\dfrac{V}{t} = \dfrac{\pi a^4}{8\eta}\left(\dfrac{\Delta p}{l}\right)

වචනවලින්: සෑම තත්පරයකම ගලා යන පරිමාව යනු πa4\pi a^4 ට, දිගට අදාළ පීඩන අන්තරය ගුණ කර 8η8\eta න් බෙදූ අගයයි.

අවශ්‍ය සමීකරණ

Vt=πa48η(Δpl)\dfrac{V}{t} = \dfrac{\pi a^4}{8\eta}\left(\dfrac{\Delta p}{l}\right)

Δp=8ηlπa4⋅Vt\Delta p = \dfrac{8\eta l}{\pi a^4}\cdot\dfrac{V}{t}

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

සියලු රාශි SI ඒකකවලින් ඇත: මීටර්, තත්පර, පැස්කල් තත්පර. එබැවින් Δp\Delta p පැස්කල්වලින් ලැබේ.

2.5e−42.5e-4

a=5×10−42a = \dfrac{5 \times 10^{-4}}{2}

4e−154e-15

a4=(2.5)4×10−16=40×10−16a^4 = (2.5)^4 \times 10^{-16} = 40 \times 10^{-16}

1e−71e-7

Vt=10−610\dfrac{V}{t} = \dfrac{10^{-6}}{10}

1.921.92

8ηl=8×80×3×10−38 \eta l = 8 \times 80 \times 3 \times 10^{-3}

1.6e71.6e7

Δp=1.923×4×10−15×10−7=1.92×10−71.2×10−14\Delta p = \dfrac{1.92}{3 \times 4 \times 10^{-15}} \times 10^{-7} = \dfrac{1.92 \times 10^{-7}}{1.2 \times 10^{-14}}

තර්කය / ගණනය

නළය සිහින් ය. එබැවින් අරයේ හතරවන බලය ඉතා කුඩා ය, 4×10−15 m44 \times 10^{-15}\ \text{m}^4. ඒ නිසා පීඩන අන්තරය විශාල ය.

පීඩන අන්තරය 1.6×107 Pa1.6 \times 10^{7}\ \text{Pa} ය. එය විකල්පය (5) යි.

පරීක්ෂා කිරීම

8∗eta∗l∗(V/t)/(3∗q)8 * eta * l * (V / t) / (3 * q)

මාන පරීක්ෂාව: Pa s×m×m3 s−1÷m4=Pa\text{Pa s} \times \text{m} \times \text{m}^3\ \text{s}^{-1} \div \text{m}^4 = \text{Pa}. එය පීඩනයකි, නිවැරදි ය.

මෙය තේරුමක් ඇත්තේ ද?

පිළිතුර නැවත ආදේශ කරන්න: 10 s10\ \text{s} තුළ ගලා යන පරිමාව 6.25×10−14×1.6×107=10−6 m36.25 \times 10^{-14} \times 1.6 \times 10^{7} = 10^{-6}\ \text{m}^3. ප්‍රශ්නයේ දී ඇත්තේ එයයි.

1.6×107 Pa1.6 \times 10^{7}\ \text{Pa} යනු අප වටා ඇති වායු පීඩනය මෙන් ආසන්න වශයෙන් 160160 ගුණයකි. පුඩුව ඉතා සිහින් නිසා අතින් ක්‍රියා කරන ග්‍රීස් තුවක්කුවකට එවැනි පීඩනයක් දිය හැකි ය.

නිගමනය

Δp=1.6×107 Pa\Delta p = 1.6 \times 10^{7}\ \text{Pa}

පීඩන අන්තරය Δp=8ηlπa4⋅Vt=1.6×107 Pa\Delta p = \dfrac{8\eta l}{\pi a^4}\cdot\dfrac{V}{t} = 1.6 \times 10^{7}\ \text{Pa}.

පිළිතුර (5) යි.

පොයිසෙල් සමීකරණයේ විෂ්කම්භය නොව අරය භාවිත කරන්න. මුලින්ම විෂ්කම්භය අඩක් කරන්න.

10 හි බලය පරීක්ෂා කිරීමට පිළිතුර Vt\dfrac{V}{t} හි නැවත ආදේශ කරන්න.

විභාග ඉඟිය

தமிழ் · English