2019 A/L Physics Past Paper · Question 35 (Tamil Medium)

ஆர்முடுகும் வண்டியின் நீர்த் தாங்கியில் பலூன்

ஓர் இலேசான இழையின் ஒரு நுனியுடன் இணைக்கப்பட்ட திணிவற்ற பலூனொன்றைக் கருதுக. உருவிற் காட்டப்பட்டுள்ளவாறு இழையின் மற்றைய நுனி வண்டியொன்றுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ள நீர்த் தாங்கியொன்றின் அடியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பலூன் நீரில் முற்றாக அமிழ்ந்துள்ளது. வண்டியின் இயக்கத்தை வேக - நேர வரைபு காட்டுகின்றது.

$t_1, t_2, t_3$ ஆகிய நேர ஆயிடைகளின்போது நீர்த் தாங்கியினுள்ளே பலூனினதும் இழையத்தினதும் அமைவுகளை மிகச் சிறந்த விதத்தில் வகைகுறிப்பது

(1) உரு (1)
(2) உரு (2)
(3) உரு (3)
(4) உரு (4)
(5) உரு (5)

Answer and explanation

Answer: (4) உரு (4)

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

$t_1$ , $t_2$ , $t_3$ ஆகியவற்றில் பலூனின் இழை எவ்வாறு சாயும்.

பின்னர் பொருந்தும் உருக்களைத் தெரிவு செய்வோம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

பொருள் ஒன்றின் வேகத்தை மாற்ற, பொருளின் மீது விளையுள் விசை ஒன்று தொழிற்பட வேண்டும்.

ஓய்விலுள்ள பாயி ஒன்றினுள் பொருள் ஒன்றை முற்றாக அல்லது பகுதியாக அமிழ்த்தும் போது பொருளினால் இடம்பெயர்க்கப்பட்ட பாயியின் நிறைக்குச் சமமான மேலுதைப்பு ஒன்றைப் பொருள் உணரும்.

பலூனுக்குத் திணிவு இல்லை.

ஆகவே அதன் மீது இரு விசைகள் மட்டும் தாக்குகின்றன: நீரின் மேலுதைப்பும் இழையின் இழுவையும்.

அவை பருமனில் சமம். திசையில் எதிர்.

ஆகவே இழை நீரின் மேலுதைப்பு திசையிலேயே அமைகிறது.

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

உருவில் வண்டி வலப்பக்கம் செல்கிறது.

தாங்கி நீரால் நிறைந்துள்ளது.

பலூன் ஓர் இழையால் தாங்கியின் அடியுடன் கட்டப்பட்டுள்ளது.

வரைபில் வேகம் $t_1$ இல் கூடுகிறது, $t_2$ இல் மாறாது, $t_3$ இல் குறைகிறது.

தாங்கியின் சுவர்கள் நீரை முன்னே தள்ளுகின்றன.

நீர் பலூனைத் தள்ளுகிறது.

இழை பலூனை அடியுடன் பிடித்து வைக்கிறது.

$t_1$ : வண்டி வேகம் கூடுகிறது. ஆர்முடுகல் $a$ முன்னோக்கி.

$t_2$ : வேகம் மாறாது. ஆகவே $a = 0$ .

$t_3$ : வண்டி வேகம் குறைகிறது. அமர்முடுகல் பின்னோக்கி.

காரணம் / கணக்கீடு

நீரை ஆர்முடுக்க அதன் பின்புறம் அமுக்கம் கூடுதலாக வேண்டும்.

ஆகவே அமுக்கம் பின்னிருந்து முன்னோக்கிக் குறைகிறது.

பலூன் நீரை விட இலேசானது.

ஆகவே நீர் அதை அமுக்கம் குறைந்த பக்கத்துக்குத் தள்ளுகிறது.

அது முன்புறம். வண்டி வேகம் கூடும் திசை.

இழையின் சாய்வு:

$\tan\theta = \frac{a}{g}$

$t_1$ (ஆர்முடுகல்)

வண்டி வலப்பக்கம் வேகம் கூடுகிறது.

நீரின் பின்புறம் அமுக்கம் கூடுதல்.

ஆகவே பலூன் முன்னோக்கி, வலப்பக்கம் சாய்கிறது.

$t_2$ (மாறா வேகம்)

வேகம் மாறவில்லை.

கிடையான அமுக்க வேறுபாடு இல்லை.

ஆகவே பலூன் நிலைக்குத்தாக நிற்கிறது.

$t_3$ (அமர்முடுகல்)

அமர்முடுகல் பின்னோக்கி.

ஆகவே பலூன் பின்னோக்கி, இடப்பக்கம் சாய்கிறது.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

முன்னோக்கி, நிலைக்குத்து, பின்னோக்கி என்ற வரிசையைக் காட்டுவது உரு (4) மட்டுமே.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: மூன்றிலும் பலூன் நிலைக்குத்து.

ஆனால் வண்டி வேகம் கூடும்போதும் குறையும்போதும் நீரின் பின்புறமும் முன்புறமும் அமுக்கம் வேறுபடுகிறது. ஆகவே பலூன் சாய வேண்டும்.

ஆகவே இது பிழை.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: $t_1$ இல் பின்னோக்கி, $t_2$ இல் நிலைக்குத்து, $t_3$ இல் முன்னோக்கி.

இது ஊசல் குண்டு சாயும் விதம்.

ஆனால் பலூன் நீரை விட இலேசானது. ஆகவே அது எதிர்மாறாகச் சாயும்.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: மூன்றிலும் பலூன் பின்னோக்கிச் சாயும்.

ஆனால் $t_2$ இல் வேகம் மாறவில்லை. ஆகவே பக்கவாட்டுத் தள்ளல் இல்லை. பலூன் நிலைக்குத்தாக நிற்கும்.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: மூன்றிலும் பலூன் முன்னோக்கிச் சாயும்.

முன்னோக்கிச் சாய்வது வண்டி வேகம் கூடும் $t_1$ இல் மட்டுமே. $t_2$ இல் பலூன் நிலைக்குத்து. $t_3$ இல் அது பின்னோக்கிச் சாயும்.

சரிபார்ப்பு

விடை பொருத்தமானதா?

காரில் ஹீலியம் பலூனைப் பிடித்திருங்கள்.

கார் புறப்படும்போது பலூன் முன்னோக்கி நகரும்.

அதே காரணம்தான்.

$a = 3\ \text{m s}^{-2}$ எனக் கொள்வோம்.

$\theta = \tan^{-1}(0.3) \approx 17°$

முடிவு

வேகம் கூடும்போது முன்னோக்கி.

மாறா வேகத்தில் நிலைக்குத்து.

வேகம் குறையும்போது பின்னோக்கி.

ஆகவே விடை உரு (4).

பலூனை ஊசல் போல நினைத்து, வண்டி வேகம் கூடும்போது அது பின்னோக்கிச் சாயும் எனக் கருதுதல்.

ஊசல் குண்டு சூழலை விட அடர்த்தியானது.

பலூன் சூழலை விட இலேசானது.

ஆகவே அது எதிர்த் திசையில் சாய்கிறது.

සිංහල · English