2018 A/L Physics Past Paper · Question 30 (Tamil Medium)

Answer: (3) கம்பி $W_3$ ஆனது கம்பி $W_1$ ஐப் போன்று அதே குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவுள்ளதாக ஆனால் $W_1$ இலும் பெரிய நீளமுள்ளதாக இருந்திருக்கலாம்.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: மூன்று கம்பிகளின் வரைபுகள் ஏன் வெவ்வேறு படித்திறன்களை உடையன.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

மீளியல் எல்லையினுள், இழுகைத்தகைப்புக்கும், இழுவை விகாரத்துக்கும் இடையிலான விகிதம் கம்பி ஆக்கப்பட்டுள்ள பதார்த்தத்தின் யங்கின் மட்டு என வரையறுக்கப்படுகிறது.

யங்கின் மட்டு:

$$Y = \frac{F/A}{\Delta L/L}$$

அதிலிருந்து வரைபின் படித்திறன்:

$$\frac{F}{\Delta L} = \frac{YA}{L}$$

மூன்றும் ஒரே திரவியம். ஆகவே $Y$ ஒன்றே.

ஆகவே படித்திறன் $A/L$ உடன் மாறுகிறது.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

உருவில் $G_1$ மிகச் செங்குத்தானது. பின் $G_2$. பின் $G_3$.

ஆகவே தேவையானது:

$$\left(\frac{A}{L}\right)_1 > \left(\frac{A}{L}\right)_2 > \left(\frac{A}{L}\right)_3$$

ஒவ்வொரு கூற்றையும் இதனுடன் சோதிப்போம்.

காரணம் / கணக்கீடு

கூற்று (1): $W_1$ நீளமானது, மெல்லியது. ஆகவே $(A/L)_1 < (A/L)_2$. அது வரைபுடன் முரண்.

கூற்று (2): ஒரே நீளம், $W_1$ மெல்லியது. ஆகவே $(A/L)_1 < (A/L)_2$. முரண்.

கூற்று (3): ஒரே $A$, $W_3$ நீளமானது. ஆகவே $(A/L)_3 < (A/L)_1$. வரைபுடன் பொருந்துகிறது.

கூற்று (4): $W_2$ மெல்லியது, நீளமானது. ஆகவே $(A/L)_2 < (A/L)_3$. முரண்.

கூற்று (5): $(A/L)_3 > (A/L)_1$. அப்போது $G_3$ மிகச் செங்குத்தாக வேண்டும். முரண்.

நான்கு கூற்றுகளும் ஒரே பிழையைச் செய்கின்றன.

கூடிய படித்திறனுள்ள வரைபுக்கு அவை சிறிய $A/L$ ஐக் கொடுக்கின்றன.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: $W_1$ நீளமானது, $W_2$ இலும் மெல்லியது.

அப்போது $W_1$ இன் $A/L$ சிறிதாகும். ஆனால் $G_1$ மிகச் செங்குத்தானது.

ஆகவே இது பிழை.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: $W_1$ இற்கு $W_2$ இன் நீளம், சிறிய பரப்பளவு.

ஒரே நீளத்தில் சிறிய பரப்பளவு படித்திறனைக் குறைக்கிறது. ஆனால் $G_1$, $G_2$ இலும் செங்குத்தானது.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: $W_2$, $W_3$ இலும் மெல்லியது, நீளமானது.

அப்போது $W_2$ இன் $A/L$, $W_3$ இனதிலும் சிறிது. ஆனால் $G_2$, $G_3$ இலும் செங்குத்தானது.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: $W_3$ இன் $A/L$, $W_1$ இனதிலும் பெரிது.

அப்போது $G_3$ மிகச் செங்குத்தானதாக இருக்க வேண்டும். ஆனால் அது குறைந்த படித்திறனுடையது.

முடிவு

கூற்று (3) மட்டுமே எஞ்சுகிறது.

அதே பரப்பளவில் நீளமான கம்பி அதே விசைக்கு அதிகம் நீள்கிறது.

ஆகவே அதன் வரைபு $G_3$ குறைந்த படித்திறனுடையது.

ஒரு சிறு சோதனை.

மிக நீளமான கம்பி இலகுவாக நீள்கிறது. அதன் படித்திறன் பூச்சியத்தை நெருங்குகிறது.

மிகத் தடித்த கம்பி அரிதாகவே நீள்கிறது. அதன் படித்திறன் மிகப் பெரிது.

இரண்டும் படித்திறன் $A/L$ உடன் மாறுவதுடன் பொருந்துகின்றன.

$\frac{F}{\Delta L} = \frac{YA}{L}$

படித்திறன்:

$$\frac{F}{\Delta L} = \frac{YA}{L}$$

$G_3$ குறைந்த படித்திறனுடையது. ஆகவே $W_3$ இன் $A/L$ சிறியது.

அதே $A$ உடன் கூடிய $L$.

விடை தெரிவு (3).