2019 A/L Physics Past Paper · Question 23 (Tamil Medium)

இரு தகடுகளுக்கிடையே எண்ணெயின் நடுப் படையின் வேகம்

மேற்பரப்பின் பரப்பளவு 500 cm2500\ \text{cm}^2 ஐ உடைய இரு கிடைத் தகடுகளுக்கிடையே உள்ள 2 cm2\ \text{cm} இடைவெளியில் பிசுக்குமைக் குணகம் 0.2 N s m−20.2\ \text{N s m}^{-2} ஆகவுள்ள ஓர் எண்ணெய் நிரப்பப்பட்டுள்ளது. கீழ்த் தகட்டை ஓய்வில் வைத்துக்கொண்டு மேல் தகட்டில் ஓர் 5 N5\ \text{N} கிடை விசை பிரயோகிக்கப்படுகின்றது. எண்ணெய்ப் படைகளின் வேகங்கள் இடைவெளிக்குக் குறுக்கே ஏகபரிமாணமாக மாறுமெனின், எண்ணெயின் நடுப் படையின் வேகம் யாது?

  1. (1) 2.5 m s−12.5\ \text{m s}^{-1}
  2. (2) 5 m s−15\ \text{m s}^{-1}
  3. (3) 10 m s−110\ \text{m s}^{-1}
  4. (4) 25 m s−125\ \text{m s}^{-1}
  5. (5) 50 m s−150\ \text{m s}^{-1}
Answer and explanation

Answer: (2) 5 m s−15\ \text{m s}^{-1}

தரப்பட்ட தகவல்கள்

தரப்பட்டவை:

தகடுகளின் பரப்பளவு A=500 cm2A = 500\ \text{cm}^2.

இடைவெளி d=2d = 2 cm.

பிசுக்குமைக் குணகம் η=0.2 N s m−2\eta = 0.2\ \text{N s m}^{-2}.

விசை F=5F = 5 N.

கீழ்த் தகடு ஓய்வில்.

வேகம் இடைவெளிக்குக் குறுக்கே நேர்கோட்டில் மாறுகிறது.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

எண்ணெயின் நடுப் படையின் வேகம்.

அது இடைவெளியின் நடுவில், d2\dfrac{d}{2} உயரத்தில் உள்ளது.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

நியூட்டனின் பாகுநிலை விதி:

F=ηAdvdxF = \eta A\dfrac{dv}{dx}

வேகம் நேர்கோட்டில் மாறுவதால் dvdx=vd\dfrac{dv}{dx} = \dfrac{v}{d}.

இங்கே vv மேல் தகட்டின் வேகம்.

மேல் தகடு மாறா வேகத்தில் நகர்கிறது.

ஆகவே நாம் இடும் விசை பாகு விசைக்குச் சமம்.

சீராக அருவிக்கோட்டுப் பாய்ச்சலில் பாயும் பாய்மமொன்றின் வேகப் படித்திறன் ஓர் அலகாகவுள்ள இரண்டு படைகளுக்கு இடையே அலகுப் பரப்பளவு மீது தொழிற்படும் தொடலி விசையே அப்பாய்மத்தின் பிசுக்குமைக் குணகம் ஆகும் என வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

தேவையான சமன்பாடுகள்

F=ηAvdF = \eta A \frac{v}{d}

v=FdηAv = \frac{Fd}{\eta A}

vmid=v2v_{mid} = \frac{v}{2}

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்:

முதலில் அலகுகளை SI ஆக மாற்றுவோம்.

பிறகு மேல் தகட்டின் வேகத்தைக் காண்போம்.

நடுப் படைக்கு அதன் அரை.

காரணம் / கணக்கீடு

0.050.05

A=500×10−4A = 500 \times 10^{-4}

0.020.02

d=2×10−2d = 2 \times 10^{-2}

v=FdηA=5×0.020.2×0.05v = \frac{Fd}{\eta A} = \frac{5 \times 0.02}{0.2 \times 0.05}

1010

v=0.10.01v = \frac{0.1}{0.01}

55

vmid=v×d/2d=102v_{mid} = v \times \frac{d/2}{d} = \frac{10}{2}

வேகப் படித்திறன் முழு இடைவெளியிலும் ஒன்றே:

vd=100.02=500 s−1\dfrac{v}{d} = \dfrac{10}{0.02} = 500\ \text{s}^{-1}

உயரம் d2=0.01\dfrac{d}{2} = 0.01 m இல் வேகம் 500×0.01=5 m s−1500 \times 0.01 = 5\ \text{m s}^{-1}.

சரிபார்ப்பு

அலகுச் சோதனை:

N⋅mN s m−2⋅m2=m s−1\dfrac{\text{N} \cdot \text{m}}{\text{N s m}^{-2} \cdot \text{m}^2} = \text{m s}^{-1}

ஒவ்வொரு படியிலும் SI அலகுகளைப் பயன்படுத்தினோம்.

இது பொருந்துகிறதா?

நடுப் படை கீழ்த் தகட்டை, 0 ஐ விட வேகமாக நகர வேண்டும்.

மேல் தகட்டை, 10 ஐ விட மெதுவாக.

55 இரண்டுக்கும் இடையில் உள்ளது.

F∗d/(eta∗A)/2F * d / (eta * A) / 2

முடிவு

vmid=5 m s−1v_{mid} = 5\ \text{m s}^{-1}

மேல் தகடு v=FdηA=10 m s−1v = \dfrac{Fd}{\eta A} = 10\ \text{m s}^{-1} இல் நகர்கிறது.

நடுப் படைக்கு அதன் அரை, 5 m s−15\ \text{m s}^{-1}.

ஆகவே விடை தெரிவு (2).

සිංහල · English