2020 A/L Physics Past Paper · Question 10 (Tamil Medium)

Answer: (3) $\dfrac{15}{2}$ N

வினா என்ன கேட்கிறது

கேட்கப்படுவது: $1.0$ kg உபகரணத்தின் கோள் மேற்பரப்பிலுள்ள நிறை $W = mg_P$; $g_P$ ஐப் புவியின் $g = 10\ \text{N kg}^{-1}$ உடன் ஒப்பிட்டுக் காணலாம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

ஈர்ப்புப் புலத்தின் யாதேனும் புள்ளியினது புலச் செறிவு என்பது அப்புள்ளியில் வைக்கப்பட்ட ஓரலகுத் திணிவின் மீது தொழிற்படும் விசையாகும்.

$\therefore$ Pஇல் ஈர்ப்புப் புலச் செறிவு $(g) = \frac{F}{m} = G\frac{M}{r^2}$

கோள மேற்பரப்புக்கு அருகே ஈர்ப்புப் புலச் செறிவு $g = \frac{GM}{R^2}$ இனால் தரப்படும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$g = \frac{GM}{R^2}$

$W = mg$

காரணம் / கணக்கீடு

மாறுவது: திணிவு $M \to 3M$, ஆரை $R \to 2R$. மாறாதவை: $G$, உபகரணத்தின் திணிவு $m = 1.0$ kg.

விகிதசமம்: $g \propto \dfrac{M}{R^2}$, ஆகவே $W \propto \dfrac{M}{R^2}$.

$\frac{g_P}{g_E} = \frac{3M/(2R)^2}{M/R^2}$

$\frac{g_P}{g_E} = \frac{3}{4}$

$7.5$

$g_P = 10 \times \frac{3}{4}$

$\frac{15}{2}$

$W = 1.0 \times 7.5$

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

பெற்ற பெறுமானம் $\dfrac{15}{2}$ N — தெரிவு (3).

சரிபார்ப்பு

பரிமாணச் சோதனை: விகிதம் $\dfrac{g_P}{g_E}$ பரிமாணமற்றது; $W = m \times g$ இன் அலகு $\text{kg} \times \text{N kg}^{-1} = \text{N}$ ✓.

$m * g * kM / (kR * kR)$

இரண்டாம் வழி (படிப்படியாக): திணிவு மட்டும் மும்மடங்கானால் $30$ N; பின் ஆரை இருமடங்கானால் தூரம் இருமடங்கு, விசை $\dfrac{1}{4}$: $30 \div 4 = 7.5$ N ✓.

முடிவு

$W = 1.0 \times 10 \times \frac{3}{4} = \frac{15}{2}\ \text{N}$

$g_P = 10 \times \dfrac{3}{4} = 7.5\ \text{N kg}^{-1}$; நிறை $= \dfrac{15}{2}$ N — விடை (3).

"புவியின் … மடங்கு" எனத் தரப்படும் கேள்விகளில் $g = \dfrac{GM}{R^2}$ இன் விகிதத்தை எடுங்கள் — $G$ உம் புவியின் உண்மையான பெறுமானங்களும் தேவையில்லை.

பரீட்சைக் குறிப்பு