2024 A/L Physics Past Paper · Question 21 (Sinhala Medium)

Answer: (4) $\dfrac{1}{2\pi}\ \text{N m}^{-1}$

දී ඇති තොරතුරු

මෙම ප්‍රශ්නය සිහින් පුඩුවක් ද්‍රවයකින් ඉහළට ඇදීම ගැන ය.

පුඩුව පෘෂ්ඨයට යන්තමින් පහළින් ඇත. එය ඔසවන විට ද්‍රව පෘෂ්ඨය පුඩුවේ ඇලී එය පහළට අදියි. පටලය කැඩීමට මොහොතකට පෙර මෙම ඇදීම උපරිම වේ.

අප සොයා ගත යුත්තේ: ද්‍රවයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය.

සොයන ආකාරය: පෘෂ්ඨික ආතතිය යනු දාරයේ සෑම මීටරයක් මතම ඇති ඇදීමයි. පටලය අදින මුළු දාරය සොයා බලය එයින් බෙදමු.

පුඩුවේ අරය $r=2\ \text{cm}=0.02\ \text{m}$ වේ. පුඩුව සැහැල්ලු බැවින් එහි බර නොසලකා හරිනු ලැබේ. පටලය කැඩීමට මොහොතකට පෙර බලය $F=0.04\ \text{N}$ වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

$r$ ($\text{m}$): පුඩුවේ අරය.

$l$ ($\text{m}$): පටලය අදින දාරයේ මුළු දිග.

$F$ ($\text{N}$): පුඩුව ඉවතට ඇදීමට අවශ්‍ය බලය.

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

අදාළ න්‍යාය

පෘෂ්ඨය මත ඇඳි කල්පිත රේඛාවක ඒකක දිගක් මත ඊට ලම්බකව එහි එක් පැත්තක් මත පෘෂ්ඨය ඔස්සේ ක්‍රියා කරන බලය පෘෂ්ඨික ආතතිය ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

$2\,l$ ගනු ලබන්නේ පෘෂ්ඨයේ දෙපැත්තේ ම පෘෂ්ඨික ආතතියක් පවතින බැවිනි.

සිදු වන්නේ මෙයයි: පුඩුව ඉහළට එන විට එය සමග සිහින් ද්‍රව පටලයක් ද ඔසවයි.

පටලයට මුහුණත් දෙකක් ඇත, එකක් පුඩුවේ ඇතුළත, අනෙක පිටත. එක් එක් මුහුණත මුළු පුඩුව දිගේම පහළට අදියි.

එබැවින් පටලය පරිධිය මෙන් දෙගුණයක දිගක් පුරා අදියි: $l=2\times2\pi r$.

උදාහරණයක් ලෙස බුබුළු කූරක් සබන් වතුරේ ගිල්වා සෙමින් ඉවතට ගන්න.

දිලිසෙන පටලයක් වළල්ල හරහා විහිදී එය අදියි. කූර මොහොතකට පසුපසට ඇදෙන බව දැනේ.

ඉන්පසු පටලය කැඩී ඇදීම නැති වේ.

වචනවලින්: ද්‍රව සම දාරය වටේටම අල්ලා ගනී. දාරය දිගු වන තරමට ඇදීම විශාල ය.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$T=\dfrac{F}{l}$

$l=2\times2\pi r$

$T=\dfrac{F}{4\pi r}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$0.04\pi$

$2\pi r=2\pi\times0.02$

$0.08\pi$

$l=2\times0.04\pi$

$T=\dfrac{0.04}{0.08\pi}$

$\dfrac{1}{2\pi}$

$T$

තර්කය / ගණනය

පටලය $0.08\pi\ \text{m}$ දාරයක් දිගේ $0.04\ \text{N}$ න් අදියි. එබැවින් සෑම මීටරයක්ම $\dfrac{1}{2\pi}\ \text{N}$ දරයි. එය විකල්පය (4) යි.

$4\ \text{N m}^{-1}$ ලැබෙන්නේ $0.04/0.01$ ගැනීමෙනි. එයින් බලය දාරයේ දිග නොවන සංඛ්‍යාවකින් බෙදේ. පටලය මුළු දාරය දිගේ, $0.08\pi\ \text{m}$ දිගක් පුරා අදියි.

$2\ \text{N m}^{-1}$ යනු $0.04/0.02$, බලය අරයෙන් බෙදීමයි. පෘෂ්ඨික ආතතිය යනු දාරයේ ඒකක දිගකට බලයයි. දාරය පරිධියයි, අරය නොවේ.

$\dfrac{1}{\pi}\ \text{N m}^{-1}$ මගින් එක් පැත්තක් පමණක් ගැනේ: $0.04/(2\pi\times0.02)$. පටලය පුඩුව ඇතුළතින් සහ පිටතින් ස්පර්ශ කරයි. එබැවින් දිග දෙගුණ වේ.

$\dfrac{1}{4\pi}\ \text{N m}^{-1}$ මගින් අරය වෙනුවට විෂ්කම්භය $4\ \text{cm}$ භාවිත කෙරේ. අරය $2\ \text{cm}$ වේ.

පරීක්ෂා කිරීම

$F/(4*pi*r)$

$F=T\times4\pi r=\dfrac{1}{2\pi}\times4\pi\times0.02$

$F=0.04\ \text{N}$

$F/l$ යනු $\text{N}$ බෙදීම $\text{m}$ ය. එබැවින් $T$ ලැබෙන්නේ $\text{N m}^{-1}$ වලිනි. එය පෘෂ්ඨික ආතතියේ ඒකකයයි.

$\dfrac{1}{2\pi}\approx0.16\ \text{N m}^{-1}$ වේ. එය ජලය සඳහා වන ආසන්න $0.07\ \text{N m}^{-1}$ ට වඩා මඳක් විශාල ය. ද්‍රවයකට සුදුසු අගයකි.

නිගමනය

$T=\dfrac{1}{2\pi}\ \text{N m}^{-1}$

ද්‍රවයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය $\dfrac{1}{2\pi}\ \text{N m}^{-1}$ වේ. පිළිතුර (4) යි.