2024 A/L Physics Past Paper · Question 23 (Sinhala Medium)

Answer: (2) (B) පමණක් සත්‍ය වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

මෙම ප්‍රශ්නය සබන් බුබුලකට තවත් වාතය පිඹ එහි අරය $r$ සිට $2r$ දක්වා වැඩි කිරීම ගැන ය.

වාතය සෙමින් පිඹින බැවින් උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවේ.

බුබුලේ පීඩනය, පෘෂ්ඨික ශක්තිය සහ පරිමාව ගැන ප්‍රශ්නය ප්‍රකාශ තුනක් දෙයි: (A), (B) සහ (C).

අප සොයා ගත යුත්තේ: සත්‍ය වන්නේ කුමන ප්‍රකාශ ද.

සොයන ආකාරය: සෑම වරම $r$ දෙගුණ කර, පීඩනය, පෘෂ්ඨික ශක්තිය සහ පරිමාව එකින් එක පරීක්ෂා කරමු.

අපි දන්නා දේ:

බුබුලේ අරය $r$ සිට ආරම්භ වී $2r$ වලින් අවසන් වේ.

සබන් පටලයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය $T$ සැමවිටම එකම ය.

එක් එක් අකුරේ තේරුම:

$r$ ($\text{m}$): බුබුලේ අරය.

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

$p_1$, $p_2$ ($\text{Pa}$): බුබුල තුළ සහ පිටත පීඩනය.

$A$ ($\text{m}^2$): බුබුලේ එක් පෘෂ්ඨයක වර්ගඵලය.

$V$ ($\text{m}^3$): බුබුලේ පරිමාව.

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.

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

පටලයේ වර්ගඵලය ඒකකයකින් වැඩි කිරීමේ දී පෘෂ්ඨික ආතති බලවලට විරුද්ධව කරන කාර්යය නිදහස් පෘෂ්ඨික ශක්තිය ලෙස හැඳින්වේ.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

සිදු වන්නේ මෙයයි: සබන් පටලයට ඇතුළත සහ පිටත ලෙස පෘෂ්ඨ දෙකක් ඇත. දෙකම ඇතුළට අදියි. එබැවින් ඇතුළත වාතය පිටත වාතයට වඩා $4T/r$ කින් වැඩියෙන් තෙරපේ.

කුඩා බුබුලක් තියුණු ලෙස වක්‍ර වී ඇත. එබැවින් එය තදින් තෙරපයි. විශාල බුබුලක් වඩා පැතලි ය. අඩුවෙන් තෙරපයි.

පටලය එහි පෘෂ්ඨ දෙකේ සෑම වර්ග මීටරයකම $T$ ක ශක්තියක් ගබඩා කරයි.

උදාහරණයක් ලෙස බැලූනයක් පිඹින්න. මුල් පිඹීම් අමාරුම ය. එය විශාල වූ පසු පහසු වේ.

සබන් බුබුල ද එසේම ය: විශාල වන තරමට එය ආපසු තෙරපීම අඩු වේ.

තර්කය / ගණනය

බුබුල තුළ පීඩනය වැඩි වේ.

ඇතුළත අමතර පීඩනය $p_1-p_2=4T/r$ වේ. $2r$ දී එය $4T/(2r)$, අඩකි. ඇතුළත පීඩනය අඩු වේ. එබැවින් (A) අසත්‍ය ය.

A

බුබුලේ පෘෂ්ඨික විභව ශක්තිය හතර ගුණයකින් වැඩි වේ.

පෘෂ්ඨික ශක්තිය යනු $T$ ගුණ කිරීම පෘෂ්ඨ දෙකේ වර්ගඵලයයි: $E=T\times2\times4\pi r^2$. $2r$ දී වර්ගඵලය $4\pi(2r)^2=4\times4\pi r^2$ වේ. ශක්තිය හතර ගුණයක් වේ. එබැවින් (B) සත්‍ය ය.

B

බුබුලේ පරිමාව හතර ගුණයකින් වැඩි වේ.

පරිමාව $\frac{4}{3}\pi r^3$ වේ. $2r$ දී එය $\frac{4}{3}\pi(2r)^3=8\times\frac{4}{3}\pi r^3$ වේ. පරිමාව අට ගුණයක් වේ, හතර නොවේ. එබැවින් (C) අසත්‍ය ය.

C

ප්‍රකාශය (A) අසත්‍ය ය: විශාල බුබුලක අමතර පීඩනය කුඩා ය.

ප්‍රකාශය (B) සත්‍ය ය: වර්ගඵලය සහ එබැවින් පෘෂ්ඨික ශක්තිය හතර ගුණයක් වේ.

ප්‍රකාශය (C) අසත්‍ය ය: පරිමාව අට ගුණයක් වේ.

එබැවින් (B) පමණක් සත්‍ය ය.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

(A) අසත්‍ය ය: $r$ දෙගුණ වූ විට අමතර පීඩනය අඩක් වේ. (B) සත්‍ය ය.

(A) අසත්‍ය ය: විශාල බුබුලක් එහි වාතය අඩුවෙන්, $4T/(2r)$ කින් තෙරපයි.

(C) අසත්‍ය ය: පරිමාව $r^3$ ලෙස, අට ගුණයකින් වැඩි වේ.

(A) සහ (C) අසත්‍ය ය. හතර ගුණයක් වන්නේ පෘෂ්ඨික ශක්තිය පමණි.

නිගමනය

ඇතුළත පීඩනය අඩු වේ. පෘෂ්ඨික ශක්තිය හතර ගුණයක් වේ. පරිමාව අට ගුණයක් වේ. (B) පමණක් සත්‍ය ය.

පිළිතුර (2) යි.

$r$ දෙගුණ කළ විට: පීඩන අන්තරය ×½, වර්ගඵලය සහ පෘෂ්ඨික ශක්තිය ×4, පරිමාව ×8.

විභාග ඉඟිය