2023 A/L Physics Past Paper · Question 21 (Sinhala Medium)

Answer: (5) අක්ෂය ඔස්සේ ප්‍රෝටෝනය $v$ ප්‍රවේගයෙන් දිගටම චලිත වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: ධාරාවක් රැගෙන යන දිගු පරිණාලිකාවක අක්ෂය ඔස්සේ ප්‍රක්ෂේපණය කළ ප්‍රෝටෝනයට කුමක් වේ ද.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$q$ ($\text{C}$): ප්‍රෝටෝනයේ ආරෝපණය.

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

$B$ ($\text{T}$): පරිණාලිකාව ඇතුළත චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය.

$\theta$ ($^\circ$): ප්‍රෝටෝනයේ ප්‍රවේගය සහ චුම්බක ක්ෂේත්‍රය අතර කෝණය.

$F$ ($\text{N}$): ප්‍රෝටෝනය මත ක්‍රියා කරන චුම්බක බලය.

අදාළ න්‍යාය

ධාරාවක් ගෙන යන දිගු පරිනාලිකාවක අක්ෂයේ චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය.

ගමන් කරන ආරෝපණය එහි ගමන් දිශාවෙහි, තබා ඇති $l$ දිගැති සන්නායකයක් තුළින් ගලා යන $I$ ධාරාවක් හා සම කළ හොත්, එය මත බලය

$F = BIl\sin\theta$

$= \frac{Bq}{t}vt\sin\theta$

$F = Bqv\sin\theta$ ලෙස ව්‍යුත්පන්න කළ හැකි ය.

ආරෝපණය ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තරව ගමන් කරයි නම්,

$F = 0$

පළමු උපුටා දැක්වීමෙන් පෙනෙන්නේ දිගු පරිණාලිකාවක අක්ෂය ඔස්සේ චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වයක් ඇති බවයි. දෙවැනි උපුටා දැක්වීමෙන් චලනය වන ආරෝපණයක් මත බලය ලැබේ. තුන්වැනි උපුටා දැක්වීමෙන් කියන්නේ ආරෝපණය ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තරව ගමන් කරන විට බලය ශූන්‍ය බවයි.

ප්‍රෝටෝනය අක්ෂය ඔස්සේ චලිත වේ. එබැවින් එය ක්ෂේත්‍රය ඔස්සේ චලිත වේ.

උදාහරණයක් ලෙස, උයන්පල්ලෙකු පැල පේළියක් දිගේ ඉදල අදින බව සිතන්න. පැල වලට ලැබෙන පැත්තකට තල්ලුව එන්නේ චලිතයේ පේළියට හරහා යන කොටසෙනි.

ඉදල පේළිය දිගේ කෙළින් ම ගියහොත් හරහා කොටසක් නැත, පැත්තකට තල්ලුවක් ද නැත.

ප්‍රෝටෝනය පේළිය දිගේ යන ඉදල වැනි ය. ක්ෂේත්‍රයට හරහා චලන කොටසක් එයට නැත.

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$F = Bqv\sin\theta$

$\theta = 0^\circ$

$F = Bqv\sin 0^\circ = 0$

$0$

$\sin 0^\circ$

$F = Bqv \times 0$

තර්කය / ගණනය

බලය ශූන්‍ය වීමෙන් කියවෙන්නේ:

බලයක් නැති නම් ප්‍රෝටෝනයට ත්වරණයක් නැත, එබැවින් එහි වේගය වෙනස් නොවේ. එහි දිශාව ද වෙනස් නොවේ.

එබැවින් ප්‍රෝටෝනය අක්ෂය ඔස්සේ $v$ ප්‍රවේගයෙන් දිගටම චලිත වේ.

අනෙක් කෙළවර ද පරීක්ෂා කරමු. ප්‍රෝටෝනය ක්ෂේත්‍රයට හරහා චලිත වුවහොත් $\theta = 90^\circ$ වන අතර බලය $Bqv$ වේ, එය ලැබිය හැකි විශාලතම අගයයි. අපේ කෝණය $0^\circ$ ය, බලය ශූන්‍ය වන අනෙක් කෙළවරයි.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විකල්ප පහ බලය සමග පරීක්ෂා කරමු.

(1) ත්වරණය වීමට අක්ෂය ඔස්සේ බලයක් අවශ්‍ය ය. එය නැත.

(2) මන්දනය වීමට අක්ෂය ඔස්සේ බලයක් අවශ්‍ය ය. එය නැත.

(3) වෘත්තයකට පැත්තකින් බලයක් අවශ්‍ය ය. එය නැත.

(4) සර්පිලාකාර පථයකට ප්‍රවේගයෙන් කොටසක් ක්ෂේත්‍රයට හරහා තිබිය යුතු ය. එය නැත.

(5) බලයක් නැත, එබැවින් ප්‍රවේගය අක්ෂය ඔස්සේ $v$ ලෙසම පවතී. මෙය ගැළපේ.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

බලය ශූන්‍ය ය, එබැවින් ප්‍රෝටෝනය ත්වරණය කරවීමට අක්ෂය ඔස්සේ බලයක් නැත.

බලය ශූන්‍ය ය, එබැවින් ප්‍රෝටෝනය මන්දනය කරවීමට අක්ෂය ඔස්සේ බලයක් නැත.

වෘත්තයකට පැත්තකින් බලයක් අවශ්‍ය ය. ආරෝපණය ක්ෂේත්‍රය ඔස්සේ චලිත වන විට බලය ශූන්‍ය වේ.

සර්පිලාකාර පථයකට ප්‍රවේගයෙන් කොටසක් ක්ෂේත්‍රයට හරහා තිබිය යුතු ය. ප්‍රෝටෝනය ක්ෂේත්‍රය ඔස්සේ චලිත වන නිසා එය නැත.

පරීක්ෂා කිරීම

$b * q * v * s$

නිගමනය

$F = Bqv\sin 0^\circ = 0$

ප්‍රෝටෝනය මත බලයක් ක්‍රියා නොකරයි, එබැවින් එය අක්ෂය ඔස්සේ $v$ ප්‍රවේගයෙන් දිගටම චලිත වේ.

පිළිතුර (5) යි.

මුලින් අසන්න: ප්‍රවේගය සහ චුම්බක ක්ෂේත්‍රය අතර කෝණය කුමක් ද?

$F = Bqv\sin\theta$ හි ආදේශ කරන්න. ක්ෂේත්‍රය ඔස්සේ චලිත වන විට බලය ශූන්‍ය ය, ආරෝපණය එහි ප්‍රවේගය රකියි.

විභාග ඉඟිය