2022 A/L Physics Past Paper · Question 18 (Sinhala Medium)

Answer: (2) $25\ \text{m s}^{-1}$

දී ඇති තොරතුරු

අපි දන්නා දේ:

වස්තුවේ ස්කන්ධය $m = 2\ \text{kg}$ ය.

එය නිසලතාවයෙන් ආරම්භ වේ. එබැවින් $u = 0$.

පෘෂ්ඨයේ ඝර්ෂණයක් නැත. එබැවින් ප්‍රස්තාරයේ $F$ බලය පමණක් තිරස් දිශාවට ක්‍රියා කරයි.

ප්‍රස්තාරයෙන්: $0$ සිට $4\ \text{s}$ දක්වා $F = 10\ \text{N}$ ය. ඉන්පසු $F$ සරල රේඛාවක් ඔස්සේ අඩු වී $6\ \text{s}$ දී $0$ වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: $t = 6\ \text{s}$ දී වස්තුවේ අවසාන ප්‍රවේගය $v$.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$m$ ($\text{kg}$): වස්තුවේ ස්කන්ධය.

$u$ ($\text{m s}^{-1}$): ආරම්භක ප්‍රවේගය.

$v$ ($\text{m s}^{-1}$): අවසාන ප්‍රවේගය.

$F$ ($\text{N}$): තිරස් බලය.

$I$ ($\text{N s}$): බලයේ ආවේගය.

අදාළ න්‍යාය

ආවේගය = ආවේගී බලය $\times$ බලය ක්‍රියා කළ කාලය

$\therefore$ ආවේගය = ගම්‍යතා පරිවර්තනය

උදාහරණයක් ලෙස, නිශ්චලව ඇති සාප්පු කරත්තයක් තල්ලු කිරීම සිතන්න.

තදින් තල්ලු කළ විට එය වේගවත් වේ. දිගු වේලාවක් තල්ලු කළ විට ද එය වේගවත් වේ. වැදගත් වන්නේ තල්ලුවේ ප්‍රබලතාව සහ තල්ලු කළ කාලය ගුණ කිරීමයි.

$$I = F \times t$$

වචනවලින්: ආවේගය යනු බලය සහ එය ක්‍රියා කළ කාලය ගුණ කළ අගයයි.

ආවේගය කරන්නේ කුමක් ද යන්න ද පොත කියයි. එය ගම්‍යතාව වෙනස් කරයි.

$$I = mv - mu$$

වචනවලින්: ආවේගය යනු අවසාන ගම්‍යතාවෙන් ආරම්භක ගම්‍යතාව අඩු කළ අගයයි.

බලය වෙනස් වන විට කාලය ඉතා කුඩා කොටස් වලට බෙදමු. සෑම කොටසකම $F \times \Delta t$ යනු ප්‍රස්තාරය යටතේ ඇති සිහින් තීරුවක වර්ගඵලය ය. සියලු තීරු එකතු කළ විට මුළු වර්ගඵලය ලැබේ.

වචනවලින්: $F$–$t$ ප්‍රස්තාරය යටතේ වර්ගඵලය ආවේගය වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$I = F\text{–}t \text{ ප්‍රස්තාරය යටතේ වර්ගඵලය}$

$I = mv - mu$

$v = \dfrac{I}{m}\ (u = 0)$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

බලය නිව්ටන්වලින් ද කාලය තත්පරවලින් ද ඇත. එබැවින් වර්ගඵලය නිව්ටන් තත්පරවලින් ලැබේ. එවිට $v = \dfrac{I}{m}$ මීටර් තත්පරයට ලැබේ.

$40$

$I_1 = 10 \times 4$

$10$

$I_2 = \dfrac{1}{2} \times (6 - 4) \times 10$

$50$

$I = I_1 + I_2 = 40 + 10$

$25$

$v = \dfrac{I}{m} = \dfrac{50}{2}$

තර්කය / ගණනය

ප්‍රස්තාරය යටතේ වර්ගඵලය ආවේගය වන අතර එය $50\ \text{N s}$ ය.

ස්කන්ධය $2\ \text{kg}$ න් බෙදූ විට අවසාන ප්‍රවේගය $25\ \text{m s}^{-1}$ ලැබේ. එය විකල්පය (2) යි.

පරීක්ෂා කිරීම

$(F * t1 + 0.5 * F * (t2 - t1)) / m$

මෙය තේරුමක් ඇත්තේ ද?

$6\ \text{s}$ තුළ මධ්‍යන්‍ය බලය $\dfrac{50}{6} \approx 8.3\ \text{N}$ ය. එය උපරිම බලය $10\ \text{N}$ ට වඩා තරමක් අඩු ය. හේතුව අවසානයේ දී බලය නැති වී යාමයි.

එවිට මධ්‍යන්‍ය ත්වරණය ආසන්න වශයෙන් $4.2\ \text{m s}^{-2}$ ය. $6\ \text{s}$ තුළ එයින් ආසන්න වශයෙන් $25\ \text{m s}^{-1}$ ලැබේ.

නිගමනය

$v = 25\ \text{m s}^{-1}$

ප්‍රස්තාරය යටතේ වර්ගඵලය $I = 50\ \text{N s}$ ය. එබැවින් $v = \dfrac{I}{m} = \dfrac{50}{2} = 25\ \text{m s}^{-1}$.

පිළිතුර (2) යි.

බල-කාල ප්‍රස්තාරය යටතේ වර්ගඵලය ආවේගය වන අතර ආවේගය ගම්‍යතා පරිවර්තනයට සමාන ය.

අවසාන පියවර අමතක නොකරන්න: ආවේගය ස්කන්ධයෙන් බෙදන්න.

විභාග ඉඟිය