2022 A/L Physics Past Paper · Question 49 (Sinhala Medium)

Answer: (3) ප්‍රස්තාරය (3)

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

දන්නා දේ:

අභ්‍යවකාශ යානයක් පෘථිවියේ සිට සඳ කරා සරල රේඛාවක් දිගේ යයි. $s$ යනු එය ගිය දුර ය.

අපි සූර්යයා සහ ග්‍රහයන් නොසලකා හරිමු, එබැවින් පෘථිවිය සහ සඳ පමණක් යානය ඇදගනී.

සංඛ්‍යා නැත, එබැවින් අකුරු තබා ගනිමු. පසුව නියැදි සංඛ්‍යා සමඟ පරීක්ෂා කරමු.

සෙවිය යුතු දේ: දුර $s$ සමග සඵල බර $W$ හි විශාලත්වයේ ප්‍රස්තාරය.

සෑම අකුරක් ම කුමක් දැයි බලමු:

$W$ ($\text{N}$): යානයේ සඵල බරේ විශාලත්වය, පෘථිවියේ සහ සඳේ ඇදීම් එකට.

$s$ ($\text{m}$): යානය පෘථිවියේ සිට ගිය දුර.

$m$ ($\text{kg}$): යානයේ ස්කන්ධය.

$M_E$, $M_M$ ($\text{kg}$): පෘථිවියේ ස්කන්ධය සහ සඳේ ස්කන්ධය.

$r$ ($\text{m}$): යානයේ සිට පෘථිවි කේන්ද්‍රයට ඇති දුර.

$d$ ($\text{m}$): යානයේ සිට සඳේ කේන්ද්‍රයට ඇති දුර.

අදාළ න්‍යාය

සිදු වන්නේ කුමක් ද:

පෘථිවිය යානය පෘථිවිය දෙසට පස්සට ඇදගනී. සඳ එය සඳ දෙසට ඉදිරියට ඇදගනී. ඇදීම් දෙක ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ඇත, එබැවින් සඵල බර ඒවායේ වෙනස ය.

ආරම්භයේ දී යානය පෘථිවියට ළඟ ය. පෘථිවියේ ඇදීම විශාල ය, සඳේ ඇදීම ඉතා කුඩා ය. $W$ විශාල ය.

යානය ඉදිරියට යන විට පෘථිවියේ ඇදීම අඩු වේ, සඳේ ඇදීම වැඩි වේ. $W$ අඩු වේ.

එක් තැනක දී ඇදීම් දෙක සමාන වේ. එතැන දී සඵල බර ශුන්‍ය වේ.

ඒ තැන පසු කළ පසු සඳ වඩා ශක්තිමත් ව ඇදගනී. සඵල බර සඳ දෙසට ඇත, යානය සඳට ළඟා වන තුරු එය නැවත වැඩි වේ.

සඳ පෘථිවියට වඩා බෙහෙවින් සැහැල්ලු ය, එබැවින් ශුන්‍ය ස්ථානය පෘථිවියට වඩා සඳට බෙහෙවින් ළං ය.

වස්තුවක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය යනු එය මත සම්ප්‍රයුක්ත ගුරුත්ව බලය හෙවත් එහි බර ක්‍රියාත්මක වන ලක්ෂ්‍යයයි.

නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය අනුව,

$m_1$ ස්කන්ධය මත බලය $F = G\frac{mm_1}{r^2}$ ලෙස ලියා දැක්විය හැකි ය.

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක යම් ලක්ෂ්‍යයක තැබූ ඒකක ස්කන්ධයක් මත බලය එහි 'ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව' ලෙස අර්ථ දැක්වේ. එනම් ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක තැබූ $m$ ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයක් මත $F$ බලයක් ක්‍රියා කරයි නම් එහි ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාවය, $g = \frac{F}{m}$ ලෙස දැක්විය හැක.

ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය යනු අත්‍යාවශ්‍යයෙන්ම ආකර්ෂණ බලයකි. එහෙයින් ඉහත තීව්‍රතාව $m$ ස්කන්ධය වෙතට යොමු වූ දෛශික රාශියකි.

පළමු උපුටා දැක්වීම කියන්නේ වස්තුවක බර යනු එය මත සම්ප්‍රයුක්ත ගුරුත්ව බලය බව ය. මෙහි සම්ප්‍රයුක්තය යනු පෘථිවියේ සහ සඳේ ඇදීම් එකට ය.

දෙවන උපුටා දැක්වීම ස්කන්ධ දෙකක් අතර ඇදීමේ නියමය ය, එය ඒවා අතර දුර $r$ මත රඳා පවතී. දුර වැඩි වන විට ඇදීම අඩු වේ.

තෙවන සහ හතරවන උපුටා දැක්වීම් කියන්නේ ලක්ෂ්‍යයක ඒකක ස්කන්ධයක් මත ඇදීම ඒ ඇදීම ඇති කරන ස්කන්ධය දෙසට ඇති බව ය. එබැවින් පෘථිවියේ ඇදීම පෘථිවිය දෙසට ද සඳේ ඇදීම සඳ දෙසට ද වේ.

උදාහරණයක් ලෙස, විශාල ශබ්ද විකාශකයක සිට කුඩා එකක් දෙසට ඇවිදීම. විශාල එක නිශ්ශබ්ද වේ, කුඩා එක හඬින් වැඩි වේ. කුඩා ශබ්ද විකාශකයට ඉතා ළඟ තැනක දෙක සමානව ඇසේ. ඒ තැන පසු කළ පසු කුඩා ශබ්ද විකාශකය වඩා හඬින් ඇසේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$F_E = G\dfrac{M_E m}{r^2}$

$F_M = G\dfrac{M_M m}{d^2}$

$W = F_E - F_M$

$F_E = F_M$

තර්කය / ගණනය

ඇදීම් දෙක ම $\text{N}$ වලින් ඇති බල ය, එබැවින් ඒවායේ වෙනස $W$ ඇත්තේ $\text{N}$ වලිනි.

$r$ සහ $d$ දෙක ම දුරවල් ය. $s$ වැඩි වන විට $r$ වැඩි වේ, $d$ අඩු වේ. එබැවින් $F_E$ අඩු වේ, $F_M$ වැඩි වේ.

$3.2$

$W = \dfrac{81}{5^2} - \dfrac{1}{5^2}$

$0$

$W = \dfrac{81}{9^2} - \dfrac{1}{1^2}$

$3.1$

$\left|\dfrac{81}{9.5^2} - \dfrac{1}{0.5^2}\right|$

මේ නියැදි සංඛ්‍යාවලින් $W$ අඩක් ගිය විට $3.2$, $r = 9$ දී $0$, ඉන්පසු $r = 9.5$ දී $3.1$ වේ. එබැවින් $W$ සඳ ළඟදී ශුන්‍ය වී නැවත වැඩි වේ.

ප්‍රස්තාර පහ ම පරීක්ෂා කරන්න.

ප්‍රස්තාරය (1) හි ශුන්‍යය තුනෙන් එකක දුරක ඇත. සඳ පෘථිවියට වඩා බෙහෙවින් සැහැල්ලු බැවින් එය ඉතා කලින් ය.

ප්‍රස්තාර (2) සහ (4) අවසානයේ වැඩි නොවේ. ඒවා සඳේ ඇදීම අතහැර ඇත.

ප්‍රස්තාරය (5) කිසි විටෙක ශුන්‍ය නොවේ, නමුත් ඇදීම් දෙක සමාන වන ස්ථානයක් ඇත.

සඳ ළඟදී ශුන්‍ය වී නැවත වැඩි වන එකම ප්‍රස්තාරය (3) ය. එය පහෙන් හොඳ ම එක ය.

ප්‍රස්තාර සටහන් බැවින් අපි ඒවායේ ලක්ෂණ සසඳමු: ශුන්‍යය කොතැනද, $W$ නැවත වැඩි වේ ද යන්න.

පරීක්ෂා කිරීම

$81 / (r * r) - 1 / ((10 - r) * (10 - r))$

මෙය සාධාරණ ද?

ආරම්භයේ දී $W$ යනු පෘථිවියේ දී යානයේ මුළු බර ය. සඳ මත $W$ යනු සඳ මත යානයේ බර ය, එය පෘථිවිය මත එහි බරට වඩා කුඩා ය. එබැවින් ප්‍රස්තාරය ආරම්භයට වඩා පහළින් අවසන් විය යුතු ය, ප්‍රස්තාරය (3) එසේ ම කරයි.

සඵල බරේ විශාලත්වය කිසි විටෙක ඍණ නොවේ, එබැවින් ප්‍රස්තාරයක් තිරස් අක්ෂයට පහළට නොයයි. ශුන්‍ය ස්ථානය පසු කළ පසු සඵල බර අනෙක් දිශාවට ඇත, අපි ඇඳින්නේ එහි විශාලත්වය පමණි, එබැවින් ප්‍රස්තාරය ඉහළ යයි.

නිගමනය

$\text{ප්‍රස්තාරය }(3)$

$W$ සඳ ළඟදී ශුන්‍ය වී නැවත වැඩි වේ. ප්‍රස්තාරය (3).

පිළිතුර (3) ය.

වස්තු දෙකක් අතර සඵල ඇදීම යනු පෘථිවියේ ඇදීම අඩු සඳේ ඇදීම ය.

දෙක සමාන වන ස්ථානය සොයන්න. එතැන දී සඵල බර ශුන්‍ය වේ, එය පසු කළ පසු නැවත වැඩි වේ. ඒ ස්ථානය සැහැල්ලු වස්තුවට ළඟ ය.

විභාග ඉඟිය