2019 A/L Physics Past Paper · Question 28 (Tamil Medium)

Answer: (5) $\dfrac{125}{4\pi}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

இதயத்திலிருந்து நிமிடத்திற்கு $Q = 5\ \text{L}$ குருதி பம்பப்படுகிறது.

மயிர்த்துளைக் கலன்கள் $N = 10^9$.

ஒவ்வொன்றின் விட்டம் $8\ \mu\text{m}$. ஆகவே ஆரை $4\ \mu\text{m}$.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

மயிர்த்துளைக் கலன்களில் குருதியின் சராசரிக் கதி, $\text{cm min}^{-1}$ இல்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

ஓரலகு நேரத்தில் $A_1$ இனூடு பிரவேசிக்கும் பாயியின் கனவளவு $= A_1V_1$

பாய்ச்சல் தொடர்ச்சியானதால் குறுக்குமுகப்பரப்பு $A_2$ ஐ ஓரலகு நேரத்தில் கடக்கும் கனவளவு சமமாகும்.

பாய்ச்சல் குழாயின் குறுக்குமுகப் பரப்பு வேறுபடப் பாய்ச்சல் வேகம் மாறுபடுகின்றது என்பதை இச்சமன்பாடு விளக்குகின்றது.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$Q = A v$

$A_{tot} = N\pi r^2$

$v = \frac{Q}{N\pi r^2}$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்:

எல்லாவற்றையும் cm இலும் நிமிடத்திலும் எழுதுவோம்.

ஒரு கலனின் பரப்பைக் காண்போம்.

$10^9$ கலன்களினதும் மொத்தப் பரப்பைக் காண்போம்.

ஒரு நிமிடத்தில் பாயும் அதே குருதி அந்த மொத்தப் பரப்பினூடாகப் பாய்கிறது.

ஆகவே $v = \dfrac{Q}{A_{tot}}$.

காரணம் / கணக்கீடு

$5000$

$Q = 5\ \text{L min}^{-1} = 5000\ \text{cm}^3\text{ min}^{-1}$

$4 \times 10^{-4}$

$r = 4\ \mu\text{m} = 4 \times 10^{-4}\ \text{cm}$

$16\pi \times 10^{-8}$

$a = \pi (4 \times 10^{-4})^2 = 16\pi \times 10^{-8}$

$160\pi$

$A_{tot} = 10^9 \times 16\pi \times 10^{-8}$

$v = \frac{5000}{160\pi}$

$9.95$

$v = \frac{125}{4\pi}$

சரிபார்ப்பு

அலகைச் சோதிப்போம்.

$Q$ இன் அலகு $\text{cm}^3\text{ min}^{-1}$.

$A$ இன் அலகு $\text{cm}^2$.

ஆகவே $v$ இன் அலகு $\text{cm min}^{-1}$.

விடை பொருத்தமானதா?

குருதி நிமிடத்திற்கு ஏறத்தாழ $10\ \text{cm}$ மாத்திரமே நகர்கிறது.

இது மிக மெதுவானது.

காரணம்: எல்லா மயிர்த்துளைக் கலன்களினதும் மொத்தப் பரப்பு மிகப் பெரியது, ஏறத்தாழ $500\ \text{cm}^2$.

மெதுவாக நகரும் குருதிக்கு உணவையும் வாயுக்களையும் பரிமாற நேரம் கிடைக்கிறது.

$Q / (N * pi * r^2)$

முடிவு

$v = \frac{125}{4\pi}\ \text{cm min}^{-1}$

$$v = \frac{5000}{160\pi} = \frac{125}{4\pi}\ \text{cm min}^{-1}$$

ஆகவே விடை தெரிவு (5).