2018 A/L Physics Past Paper · Question 16 (Tamil Medium)

Answer: (2) 0, 1.5, 0

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: மூன்று நேரப் பகுதிகளிலும் விளையுள் விசை $F$.

முதலில் வரைபின் வடிவத்திலிருந்து ஆர்முடுகலைக் காண்போம்.

பின் $F = ma$ பயன்படுத்துவோம்.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

ஒவ்வொரு தெரிவும் மூன்று விசைகளைத் தருகிறது; ஒவ்வொரு நேரப் பகுதிக்கும் ஒன்று (N இல்).

முதலில் வரைபை வாசிப்போம். பின் ஒப்பிடுவோம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

படித்திறன் = உடலின் வேகம்

பொருள் ஒன்றில் தொழில்படும் விளையுள்விசை, (சமப்படுத்தப்படாத) அதன் உந்தமாற்ற வீதத்திற்கு நேர்விகிதசமமாகும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$v = \frac{\Delta x}{\Delta t}$

$a = \frac{v_2 - v_1}{\Delta t}$

$F = ma$

காரணம் / கணக்கீடு

கிடை அச்சு நேரம் $t$ (s).

நிலைக்குத்து அச்சு இடப்பெயர்ச்சி $x$ (m).

ஒரு சிறு சதுரம் குறுக்கே 0.2 s, மேலே 0.2 m.

முக்கியப் புள்ளிகள்: (0, 0), (2, 1), (4, 3), (5, 5).

0 இலிருந்து 2 s வரை கோடு நேரானது.

2 இலிருந்து 4 s வரை அது வளைகிறது.

4 இலிருந்து 5 s வரை மீண்டும் நேரானது.

$0.5$

$v_1 = \dfrac{1 - 0}{2 - 0}$

$2$

$v_2 = \dfrac{5 - 3}{5 - 4}$

வரைபின் சாய்வே வேகம்.

0–2 s இலும் 4–5 s இலும் சாய்வு மாறவில்லை. ஆகவே வேகம் மாறவில்லை.

வேகம் மாறாவிட்டால் ஆர்முடுகல் இல்லை. ஆகவே அங்கே $F = 0$.

2–4 s இல் வேகம் $0.5$ இலிருந்து $2\ \text{m s}^{-1}$ ஆகக் கூடுகிறது. இங்கே மட்டுமே விசை உண்டு.

$a = \dfrac{v_2 - v_1}{\Delta t} = \dfrac{2 - 0.5}{2}$

$0.75$

$a = \dfrac{1.5}{2}$

$1.5$

$F = 2 \times 0.75$

ஆகவே மூன்று விசைகள்: 0, 1.5 N, 0.

இது தெரிவு (2) இன் வரிசை.

சரிபார்ப்பு

$m * (v2 - v1) / dt$

அலகைச் சரிபார்ப்போம்.

$$\frac{\text{kg} \times \text{m s}^{-1}}{\text{s}} = \text{N}$$

விசை நியூற்றனில் வருகிறது; அட்டவணையைப் போலவே. சரி.

இரண்டாவது வழி: தூரத்தைப் பயன்படுத்துவோம்.

2–4 s இல் ஆர்முடுகல் மாறிலி எனின் $s = ut + \tfrac12 at^2$ பொருந்த வேண்டும்.

வரைபின்படி அந்த நேரத்தில் குற்றி $s = 3 - 1 = 2$ m செல்கிறது.

$3 - 1 = 0.5 \times 2 + \tfrac{1}{2} \times a \times 2^2$

$2 = 1 + 2a$

$0.5$

$a = \dfrac{2 - 1}{2}$

$1$

$F = 2 \times 0.5$

உத்தியோகபூர்வ விடைத்தாள்: All. எல்லாத் தெரிவுகளும் ஏற்கப்பட்டன.

ஏன்? இரண்டு வழிகளும் ஒத்துப்போகவில்லை.

சாய்வு வழி $a = 0.75\ \text{m s}^{-2}$ தருகிறது; ஆகவே $F = 1.5$ N.

தூர வழி $a = 0.5\ \text{m s}^{-2}$ தருகிறது; ஆகவே $F = 1$ N.

மாறா விசை இரண்டு வழிகளிலும் ஒரே விடை தர வேண்டும். ஆகவே வரைபு பிழையாக வரையப்பட்டுள்ளது; எல்லாத் தெரிவுகளுக்கும் புள்ளி கிடைத்தது.

நினைவில் வைக்க: நேர்கோட்டுப் பகுதிகளில் விசை பூச்சியம். வளைந்த பகுதியில் மட்டுமே $F = ma$. பரீட்சையில் சாய்வுகளிலிருந்து வரும் (2) சிறந்த விடை.

உத்தியோகபூர்வத் தீர்ப்பு — எல்லாத் தெரிவுகளும் ஏற்கப்பட்டன

முடிவு

சாய்வுகளிலிருந்து: 0–2 s இல் $F = 0$, 2–4 s இல் $1.5$ N, 4–5 s இல் $0$.

இது தெரிவு (2).

வரைபு தனக்குள் முரண்படுவதால், உத்தியோகபூர்வமாக எல்லாத் தெரிவுகளும் ஏற்கப்பட்டன.

ஆராய்க

முதல் $2$ s குற்றி ஒரே வேகத்தில் செல்கிறது; அதைத் தள்ளும் விளையுள் விசை இல்லை.

$2$ s இலிருந்து $4$ s வரை ஒரு தள்ளல் அதை வேகமாக்குகிறது: $0.5$ இலிருந்து $2\ \text{m s}^{-1}$ வரை.

$4$ s இன் பின் தள்ளல் இல்லை; அது மீண்டும் ஒரே வேகத்தில் செல்கிறது.

ஆகவே விசை வேகம் மாறும் நடுப்பகுதியில் மட்டுமே உண்டு: $0$, $1.5$ N, $0$.