2020 A/L Physics Past Paper · Question 21 (Tamil Medium)

Answer: (3) $9$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

தரப்பட்டவை:

குழாயின் நீளம் $L = 50\ \text{cm} = 0.50$ m (இரு முனைகளும் திறந்தவை).

தொடக்க வெப்பநிலை $15^\circ\text{C}$; ஒரு குழாய் $30^\circ\text{C}$ இற்கு உயர்த்தப்படுகிறது.

$v = 331 + 0.6\theta$; இரு குழாய்களும் அடிப்படைச் சுரங்களை ஒலிக்கின்றன.

வினா என்ன கேட்கிறது

கேட்கப்படுவது: இரு குழாய்களும் சேர்ந்து ஒலிக்கும்போது ஒரு செக்கனுக்கான அடிப்புகள் $f_b$.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

மீடிறன், அலை நீளம், வேகம் ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான தொடர்பு கீழ்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம் தரப்படும்:

$$\frac{\lambda_1}{2} = l + 2e \implies \lambda_1 = 2(l + 2e)$$

ஒரு செக்கனில் கேட்கும் உரத்த சத்தங்களின் எண்ணிக்கை அடிப்பு அதிர்வெண் ($f_b$) என அழைக்கப்படும்.

$$f_b = |f_1 - f_2|, \quad \text{இங்கு } f_1, f_2 \text{ இரு இசைக்கவர்களின் மீடிறன்கள்}$$

தேவையான சமன்பாடுகள்

$\lambda_1 = 2L$

$f = \frac{v}{\lambda_1} = \frac{v}{2L}$

$f_b = |f_1 - f_2|$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்:

இரு வெப்பநிலைகளிலும் ஒலியின் கதியைக் காண்க.

ஒவ்வொரு குழாயின் அடிப்படைச் சுரம் $v/2L$ ஐக் காண்க.

அவற்றின் வித்தியாசமே அடிப்புகள்.

முனைத் திருத்தம் $e$ தரப்படவில்லை — புறக்கணிக்கப்படுகிறது.

காரணம் / கணக்கீடு

$340$

$v_1 = 331 + 0.6 \times 15$

$349$

$v_2 = 331 + 0.6 \times 30$

$f_1 = \frac{340}{2 \times 0.50}$

$f_2 = \frac{349}{2 \times 0.50}$

$9$

$f_b = 349 - 340$

சரிபார்ப்பு

அலகுகள்: $\dfrac{\text{m s}^{-1}}{\text{m}} = \text{s}^{-1} = \text{Hz}$.

அடிப்புகளும் ஒரு செக்கனுக்கு ✓.

பௌதிக நம்பகத்தன்மை: $2L = 1$ m ஆதலால் ஒவ்வொரு $1\ \text{m s}^{-1}$ கதி மாற்றமும் $1$ Hz.

$0.6 \times 15 = 9\ \text{m s}^{-1}$ ⇒ $9$ அடிப்புகள்.

ஒரு செக்கனுக்கு 9 அடிப்புகள் — காதால் எண்ணக்கூடிய அளவு ✓.

$0.6 * (t2 - t1) / (2 * L)$

முடிவு

$f_b = 349 - 340 = 9\ \text{s}^{-1}$

$f_1 = 340$ Hz, $f_2 = 349$ Hz; $f_b = 9$ — விடை (3).

திறந்த குழாய்க்கு மூடிய குழாயின் $f = \dfrac{v}{4L}$ ஐப் பயன்படுத்துதல்.

இரு முனைகளும் திறந்த குழாயின் அடிப்படையில் இரு முனைகளும் முரண்கணுக்கள்: $\lambda = 2L$.