2023 A/L Physics Past Paper · Question 24 (Sinhala Medium)

Answer: (1) (A) පමණක් සත්‍ය වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අප දන්නා දේ:

ඔංවිල්ල දක්ෂිණාවර්තව භ්‍රමණය වේ. එබැවින් $P$ ඉහළත්, $Q$ දකුණු පැත්තේත්, $R$ පහළත්, $S$ වම් පැත්තේත් ඇත.

$X$ ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය ඔංවිල්ලට ආසන්නව, එහි දකුණු පැත්තේ ඇත. රූපයේ එය $S$, කේන්ද්‍රය සහ $Q$ සමග එකම මට්ටමේ ඇත.

යන්ත්‍රය $f_0$ නියත සංඛ්‍යාතයෙන් ධ්වනිය නොකඩවා පිට කරයි.

සෙවිය යුතු දේ: මිනිසාට ඇසෙන තාරතාව පිළිබඳ (A), (B), (C) ප්‍රකාශවලින් සත්‍ය වන්නේ කුමක් ද.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$f_0$ ($\text{Hz}$): ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රයෙන් එන ධ්වනියේ සංඛ්‍යාතය.

$f$ ($\text{Hz}$): මිනිසාට ඇසෙන ධ්වනියේ සංඛ්‍යාතය.

$v$ ($\text{m s}^{-1}$): වාතයේ ධ්වනි වේගය.

$u$ ($\text{m s}^{-1}$): ඔංවිල්ලේ සිටින මිනිසාගේ වේගය.

$\varphi$ ($^\circ$): මිනිසාගේ ගමන් මාර්ගය සහ ඔහුගේ සිට $X$ දක්වා රේඛාව අතර කෝණය.

$u_0$ ($\text{m s}^{-1}$): $X$ දක්වා රේඛාව ඔස්සේ ඔහුගේ වේගයේ කොටස.

අදාළ න්‍යාය

දුම්රිය ඔබ වෙත ළඟා වන විට ඇසෙන නලා හඬෙහි තාරතාව එහි ස්වාභාවික සංඛ්‍යාතයට අදාළ තාරතාව නොව, එයට වඩා උස්‌ තාරතාවක්‌ වනු ඇත.

දුම්රිය නලාව ඔබ පසු කරන විට සිදු වන්නේ කුමක්‌ ද? ඔබට ඇසෙන නලා හඬෙහි තාරතාව ක්ෂණයෙන්‌ පහත්‌ අගයකට අඩු වනු ඇත. එනම්‌ ස්වාභාවික තාරතාවටත්‌ වඩා අඩු තාරතාවකටයි.

එනම්‌ ඩොප්ලර්‌ ආවරණය යනු ධ්වනි ප්‍රභවයක්‌ සහ නිරීක්ෂකයකු අතර යම්‌ සාපේක්ෂ චලිතයක්‌ පවතින විට ප්‍රභවයේ ස්වාභාවික සංඛ්‍යාතයට වඩා වෙනස්‌ වූ දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාතයකට (තාරතාවට) අනුරූප වූ ධ්වනියක්‌ නිරීක්ෂකයාට ශ්‍රවණය වීමයි.

එහෙත්‌ නිරීක්ෂකයා u₀ ප්‍රවේගයෙන්‌ ප්‍රභවය වෙත ළඟා වීම නිසා ඔහුට සාපේක්ෂ ව ධ්වනිය ප්‍රවේගය v + u₀ වේ.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විකල්ප යනු (A), (B), (C) හි සංයෝජන ය.

අපි ප්‍රකාශ තුන වෙන වෙනම පරීක්ෂා කරමු.

උදාහරණයක් ලෙස, නොකඩවා නාද වන පාසල් සීනුවක් සිතන්න. පිරිමි ළමයෙක් සීනුව දෙසට කෙළින් දුවයි. ඔහු නිශ්චලව සිටින විටට වඩා සීනු හඬ නිතර ඔහුට ළඟා වේ.

දැන් ඔහු සීනුවෙන් කෙළින් ඈතට දුවයි. සීනු හඬ ඔහුට ළඟා වන්නේ කලාතුරකිනි.

ඔහු සීනුව වටා රවුමක දිවුවහොත්, සීනුවට ඇති රේඛාවට හරහා දිවෙන මොහොතේ දී සීනු හඬ ඔහුට ළඟා වන්නේ සුපුරුදු වේගයෙනි.

රවුමේ වෙනත් තැන්වල ඔහු සීනුව දෙසට මදක් හෝ සීනුවෙන් ඈතට මදක් හෝ දුවයි. ගණන් ගැනෙන්නේ ඒ කොටස ය.

එබැවින් වැදගත් වන්නේ මිනිසාගේ සිට ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය දක්වා රේඛාව ඔස්සේ ඔහුගේ වේගයේ කොටසයි.

තර්කය / ගණනය

$u_0 = u\cos\varphi$

$f = \left(\dfrac{v + u_0}{v}\right)f_0$

$f = \left(\dfrac{v - u_0}{v}\right)f_0$

$f = f_0$

ඇතුළට එන විට $u_0$ විශාලතම වන තැන තාරතාව වැඩිතම ය, පිටතට යන විට $u_0$ විශාලතම වන තැන තාරතාව අඩුතම ය.

$u_0 = u\cos\varphi$ විශාලතම වන්නේ, $u$ ට සමාන වන්නේ, මිනිසා රේඛාව ඔස්සේ කෙළින් ම චලිත වන විට, $\varphi = 0^\circ$ විට ය.

$5$

$L = \sqrt{4^2 + 3^2}$

$0.8$

$\cos\varphi = \dfrac{4}{5}$

$0.8u$

$u_0 = 0.8u$

$d / pow(d * d + r * r, 0.5)$

මිනිසා $Q$ සහ $S$ ස්ථානවල ස්ථානගත වන විට ප්‍රකෘති තාරතාව ඇසේ.

$Q$ හි දී මිනිසා පහළට ද $S$ හි දී ඉහළට ද චලිත වේ. $X$ දක්වා රේඛාව තිරස් ය, එබැවින් චලන දෙක ම එයට හරහා ය. ඔහුගේ වේගයෙන් කිසිවක් රේඛාව ඔස්සේ නැත, එබැවින් $u_0 = 0$ වන අතර ඔහුට $f_0$ ඇසේ.

A

මිනිසා $P$ ලක්ෂ්‍යයේ ස්ථානගත වන විට උච්චතම තාරතාව ඇසේ.

$P$ හි දී මිනිසා දකුණට චලිත වේ, එහෙත් $P$ සිට $X$ දක්වා රේඛාව පහළට ආනත ය, එබැවින් ඔහුගේ වේගයෙන් $0.8u$ ක් පමණක් එය ඔස්සේ ඇත. $Q$ සහ $P$ අතර දී ඔහු කෙළින් ම $X$ දෙසට චලිත වන අතර සම්පූර්ණ $u$ රේඛාව ඔස්සේ ඇත. එහි දී තාරතාව $P$ ට වඩා උස් ය.

B

මිනිසා $R$ ලක්ෂ්‍යයේ ස්ථානගත වන විට අවම තාරතාව ඇසේ.

$R$ හි දී මිනිසා වමට චලිත වේ, එහෙත් $R$ සිට $X$ දක්වා රේඛාව ඉහළට ආනත ය, එබැවින් ඔහුගේ වේගයෙන් කොටසක් පමණක් එය ඔස්සේ ඇත. $Q$ සහ $R$ අතර දී ඔහු කෙළින් ම $X$ ගෙන් ඈතට චලිත වන අතර සම්පූර්ණ $u$ රේඛාව ඔස්සේ ඇත. එහි දී තාරතාව $R$ ට වඩා පහත් ය.

C

(A) ප්‍රකාශය සත්‍ය ය, මන්ද රේඛාවට හරහා වෙනසක් නැත.

(B) ප්‍රකාශය අසත්‍ය ය, මන්ද උසම තාරතාව එන්නේ මිනිසා කෙළින් ම $X$ දෙසට චලිත වන $Q$ සහ $P$ අතර දී ය.

(C) ප්‍රකාශය අසත්‍ය ය, මන්ද පහළම තාරතාව එන්නේ මිනිසා කෙළින් ම $X$ ගෙන් ඈතට චලිත වන $Q$ සහ $R$ අතර දී ය.

එබැවින් සත්‍ය ප්‍රකාශය (A) ය.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

$P$ හි දී මිනිසා කෙළින් ම $X$ දෙසට චලිත නොවේ, එබැවින් (B) අසත්‍ය ය. ඔහු එය කරන්නේ $Q$ සහ $P$ අතර දී ය.

$R$ හි දී මිනිසා කෙළින් ම $X$ ගෙන් ඈතට චලිත නොවේ, එබැවින් (C) අසත්‍ය ය. ඔහු එය කරන්නේ $Q$ සහ $R$ අතර දී ය.

$Q$ සහ $S$ හි දී මිනිසා ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රයට ඇති රේඛාවට හරහා චලිත වේ, එබැවින් ඔහුට $f_0$ ඇසේ, (A) සත්‍ය ය. (B) සහ (C) අසත්‍ය ය.

(A) සත්‍ය ය, එහෙත් (B) සහ (C) අසත්‍ය ය. උසම සහ පහළම තාරතා එන්නේ $Q$ සහ $P$ අතරත් $Q$ සහ $R$ අතරත් ය.

නිගමනය

(A) ප්‍රකාශය පමණක් සත්‍ය ය. (B) සහ (C) අසත්‍ය ය.

පිළිතුර (1) යි.

උපුටා දැක්වීම්වලින් ලැබෙන්නේ ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රයට ඇති රේඛාව ඔස්සේ චලිත වන මිනිසෙකුට අදාළ නීති ය. එම රේඛාවට ආනතව චලිත වන මිනිසෙකු සඳහා රේඛාව ඔස්සේ ඔහුගේ වේගයේ කොටස වන $u_0 = u\cos\varphi$ අපි භාවිත කළෙමු.

ගුරු සටහන

එකක් අසන්න: මිනිසාත් ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රයත් යා කරන රේඛාව ඔස්සේ ඔහු කොතරම් වේගයෙන් ළං වේ ද, නැතහොත් ඈත් වේ ද?

ළං වුවහොත් තාරතාව ඉහළ යයි, ඈත් වුවහොත් පහළ යයි, රේඛාවට හරහා චලිත වුවහොත් වෙනසක් නැත. උසම සහ පහළම තාරතා ඇත්තේ ඔහු කෙළින් ම යන්ත්‍රය දෙසට හෝ එයින් ඈතට හෝ චලිත වන තැන්වල ය.

විභාග ඉඟිය