2023 A/L Physics Past Paper · Question 34 (Sinhala Medium)

Answer: (5) $R_A = R_B$, $V_A < V_B$

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

රූපයේ ඇත්තේ:

පටු නළයක දෙකෙළවර ඇති සබන් බුබුළු දෙකක්, කුඩා $A$ සහ විශාල $B$.

නළයේ මැද කරාමයක්. මුලින් එය වසා ඇත. පසුව විවෘත කරනු ලැබේ.

අපට අවශ්‍ය: $A$ සහ $B$ හි අවසාන අරයන් අතර සහ අවසාන පරිමා අතර සම්බන්ධය.

එක් එක් අකුරේ තේරුම:

$R_A$, $R_B$ ($\text{m}$): බුබුළුවල අරයන්.

$V_A$, $V_B$ ($\text{m}^3$): බුබුළුවල පරිමා.

$T$ ($\text{N m}^{-1}$): සබන් ද්‍රාවණයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය.

$p_0$ ($\text{Pa}$): පිටත වාතයේ පීඩනය.

$p_A$, $p_B$ ($\text{Pa}$): බුබුළු තුළ වාතයේ පීඩන.

අදාළ න්‍යාය

බුබුළේ අර්ධයක සමතුලිතතාව සලකමු. බුබුළේ අරය $r$ ද, සබන් ද්‍රාවණයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය $T$ ද, බුබුළ තුළ පීඩනය $p_1$ ද, බුබුළෙන් පිටත ඇති වාතයේ පීඩනය $p_2$ ද යැයි ගනිමු.

$p_1 - p_2 = \dfrac{4\,T}{r}$

පළමු උද්ධෘතය කියන්නේ සබන් බුබුළක් තුළ අතිරික්ත පීඩනය එහි පෘෂ්ඨික ආතතියෙන් ඇති වන ආකාරය ය. දෙවන උද්ධෘතය ප්‍රතිඵලය දෙයි, $p_1 - p_2 = \dfrac{4T}{r}$. සබන් බුබුළකට පෘෂ්ඨ දෙකක් ඇත. එබැවින් එය $2T$ නොව $4T$ වේ.

එබැවින් අරය කුඩා වන තරමට ඇතුළත පීඩනය විශාල වේ.

නිදසුනක් ලෙස බැලුමක් පුම්බන්න. පළමු පිඹීම ඉතා අමාරු ය. බැලුම විශාල වන විට එය පහසු වේ. එබැවින් කුඩා බැලුමක් විශාල බැලුමකට වඩා දැඩිව ආපසු තල්ලු කරයි.

කුඩා බැලුමක් සහ විශාල බැලුමක් නළයකින් සම්බන්ධ කරන්න. කුඩා එක තම වාතය විශාල එක තුළට තල්ලු කරයි.

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

බුබුළු දෙක සම්බන්ධ වන ආකාරය:

කරාමය විවෘත වූ විට $A$ හි වාතය සහ $B$ හි වාතය නළයෙන් සම්බන්ධ වේ. වාතය ඉහළ පීඩනයේ සිට පහළ පීඩනයට යයි.

එක් එක් බුබුළේ සබන් පටලය ඇතුළත වාතයෙන් ඇදේ. පටලය ඇතුළට අදින අතර වාතය පිටතට තල්ලු කරයි.

$p_A = p_0 + \dfrac{4T}{R_A}$

$p_B = p_0 + \dfrac{4T}{R_B}$

$p_A > p_B$

තර්කය / ගණනය

පියවරෙන් පියවර සිදුවන්නේ කුමක් ද:

මුලින් $p_A$ යනු $p_B$ ට වඩා විශාල ය. එබැවින් වාතය $A$ සිට $B$ වෙත යයි.

ඉන්පසු $A$ කුඩා වේ. කුඩා $R_A$ මගින් $p_A$ තවත් විශාල වේ. $B$ විශාල වේ. එය $p_B$ අඩු කරයි. වෙනස වැඩි වේ. එබැවින් වාතය $A$ සිට $B$ වෙත ගලා යන්නට පටන් ගනී.

පීඩන සමාන වූ විට, $p_A = p_B$, මෙය නතර වේ. සූත්‍ර දෙක අනුව ඒ සඳහා $R_A = R_B$ විය යුතු ය.

කුඩා වූයේ $A$ බැවින් එය නැවත සම්පූර්ණ ගෝලයක් විය නොහැකි ය. එය නළයේ කෙළවරේ $B$ හි අරයම ඇති ගෝලයක කොටසක් වේ. එබැවින් එහි පරිමාව කුඩා ය.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

දැන් එය විකල්ප පහ සමග ගළපන්න.

අප සොයාගත්තේ සමාන අරයන් සහ $A$ සඳහා කුඩා පරිමාවකි. එය (5) විකල්පය වේ.

(1) සහ (2) හි අරයන් වෙනස් ය. (3) හි පරිමා සමාන ය. (4) හි $R_A$ විශාල ය. මේවා නොගැළපේ.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

$R_A$ තවමත් කුඩා නම් $p_A$ තවමත් විශාල ය. වාතය ගලමින් පවතී.

වෙනස් අරයන් ඇති ගෝල දෙකකට සමාන පරිමා තිබිය නොහැකි ය.

$A$ ට $B$ ට සමාන සම්පූර්ණ ගෝලයක් විය නොහැකි ය. මන්ද හිස් වන්නේ එම බුබුළයි.

$A$ ආරම්භ වන්නේ ඉහළ පීඩනයෙනි. එබැවින් වාතය එයින් පිටවේ. $R_A$, $R_B$ ට වඩා විශාල නොවේ.

පරීක්ෂා කිරීම

මෙය තේරුමක් ඇත්ද?

අවසානයේ පීඩන දෙක සමාන ය. එබැවින් තව දුරටත් වාතය නොගලයි. සමතුලිතතාව යනු එයයි.

$A$ බුබුළ තම වාතය දුන් බැවින් එහි පරිමාව $B$ හි පරිමාවට වඩා කුඩා ය.

නිගමනය

$R_A = R_B,\ V_A < V_B$

අරයන් සමාන ය, $R_A = R_B$, සහ $V_A < V_B$. එය (5) විකල්පය වේ.

පිළිතුර (5) යි.

උද්ධෘත මගින් සබන් බුබුළක අතිරික්ත පීඩනය $\dfrac{4T}{r}$ ලැබේ. වාතය ඉහළ පීඩනයේ සිට පහළ පීඩනයට යන බව සහ $A$ විශාල විය නොහැකි බැවින් $B$ හි අරය ඇති ගෝලයක කොටසක් ලෙස අවසන් වන බව සූත්‍රයෙන් සහ බුබුළු නොකැඩෙන බව ප්‍රශ්නය කියන දෙයින් අප කරන තර්කයයි.

ගුරු සටහන

කුඩා බුබුළක ඇතුළත පීඩනය වැඩි ය, $p = p_0 + \dfrac{4T}{R}$. වාතය කුඩා බුබුළේ සිට විශාල එක වෙත යයි.

අරයන් සමාන වූ විට එය නතර වේ. එවිට කුඩා බුබුළ ගෝලයක කොටසකි.

විභාග ඉඟිය