2018 A/L Physics Past Paper · Question 33 (Tamil Medium)

Answer: (4) B, C ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

வினா என்ன கேட்கிறது

குழாயிலுள்ள $X$, $Y$, $Z$ புள்ளிகள் பற்றிய மூன்று கூற்றுகளைச் சோதிப்போம்:

ஓரலகுக் கனவளவின் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி, ஓரலகுக் கனவளவின் அழுத்தச் சக்தி, அமுக்கம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

நெருக்கரும், பிசுக்குமையற்ற பாயி ஒன்று அருவிக் கோட்டுப்பாய்ச்சலில் உள்ளபோது அருவிக்கோடு ஒன்றின் வழியே எந்த ஒரு புள்ளியிலும்

தொடர்ச்சிச்சமன்பாட்டிலிருந்து, குறுக்கு முகம் ஒடுங்குகையில் பாய்ச்சல் வேகம் அதிகரிக்கும் என்பது தெரிகின்றது.

இரண்டு விதிகள் உதவுகின்றன.

விதி 1 (தொடர்ச்சிச் சமன்பாடு): $Av$ மாறாது. குழாய் ஒடுங்கிய இடத்தில் பாய்மம் வேகமாகச் செல்கிறது.

விதி 2 (பேணூயி): இந்த மொத்தம் எங்கும் ஒன்றே:

$$p + \tfrac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh$$

$\tfrac{1}{2}\rho v^2$ ஓரலகுக் கனவளவின் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி. $\rho gh$ ஓரலகுக் கனவளவின் அழுத்தச் சக்தி.

உருவிலிருந்து: $X$ மிகத் தாழ்வு, பின் $Z$, $Y$ மிக உயரம்.

$X$, $Z$ இல் பரப்பளவு சமம். $Y$ இல் குழாய் ஒடுங்கியது.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

ஒவ்வொரு தெரிவும் A, B, C இன் ஒரு சேர்க்கை.

ஒவ்வொரு கூற்றையும் தனியாகச் சோதிப்போம். பின் தெரிவைத் தேர்வோம்.

காரணம் / கணக்கீடு

$KE_Z < KE_X < KE_Y$

$X$, $Z$ இல் பரப்பளவு சமம்; ஆகவே வேகமும் சமம். ஆகவே $KE_X = KE_Z$. "$KE_Z < KE_X$" பொய்.

A

$PE_X < PE_Z < PE_Y$

அழுத்தச் சக்தி உயரத்துடன் கூடுகிறது. $X$ மிகத் தாழ்வு, $Z$ இடையில், $Y$ மிக உயரம். ஆகவே $PE_X < PE_Z < PE_Y$. உண்மை.

B

$P_Y < P_Z < P_X$

மொத்தத்திலிருந்து KE உம் PE உம் போக எஞ்சுவதே அமுக்கம். $X$, $Z$ இல் KE சமம்; ஆனால் $Z$ உயரத்தில். ஆகவே $P_X > P_Z$. $Y$ இல் KE உம் PE உம் பெரியவை; ஆகவே $P_Y$ மிகச் சிறியது. உண்மை.

C

A பொய்.

$X$, $Z$ இல் வேகங்கள் வேறு என்கிறது.

ஆனால் அவற்றின் பரப்பளவுகள் சமம்; ஆகவே வேகங்களும் சமம்.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: A மாத்திரம் உண்மையானது.

ஆனால் A பொய்.

B உம் C உம் உண்மை; ஆனால் இது அவற்றை விட்டுவிடுகிறது.

ஆகவே இது பிழை.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: B மாத்திரம் உண்மையானது.

B உண்மை. ஆனால் C உம் உண்மை; இது C ஐ விட்டுவிடுகிறது.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: A, B ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

C உண்மை; ஆனால் இது C ஐ விட்டுவிடுகிறது.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: A, B, C ஆகிய எல்லாம் உண்மையானவை.

ஆனால் A பொய். ஆகவே "மூன்றும்" சரியாக முடியாது.

முடிவு

A பொய், ஏனெனில் $KE_X = KE_Z$.

B உண்மை. C உண்மை.

விடை தெரிவு (4).

ஆராய்க

பாய்மம் குழாயினூடாக உறுதியாகப் பாய்கிறது; ஒடுங்கிய இடத்தில் அது வேகமாகச் செல்கிறது.

$X$ இலும் $Z$ இலும் பரப்பளவுகள் சமம்; ஆகவே அங்கே கதிகள் சமம்: (A) பிழை.

$X$ மிகத் தாழ்வில், $Y$ மிக உயரத்தில், $Z$ இடையில் உள்ளது: (B) சரி.

மொத்தம் $P + \tfrac12\rho v^2 + \rho g h$ எங்கும் ஒன்றே; ஆகவே $P_Y < P_Z < P_X$: (C) சரி.