2021 A/L Physics Past Paper · Question 09 (Tamil Medium)

Answer: (2) வரைபு (2)

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: இழையின் வழியே தூரம் $x$ உடன் அலையின் கதி $v$ இன் வரைபு.

இழை $A$, $B$ என இரு பகுதிகளால் ஆனது. $B$ இன் குறுக்குவெட்டு $A$ இனதன் இருமடங்கு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

இழையின் வழியேயான குறுக்கலையின் வேகம் பின்வருமாறு தரப்படும்.

ஓரலகுக் கனவளவுள்ள பொருளின் திணிவு அதன் அடர்த்தி எனப்படும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$v = \sqrt{\dfrac{T}{\mu}}$

$\mu = \rho A$

$v = \sqrt{\dfrac{T}{\rho A}}$

காரணம் / கணக்கீடு

மாறாதவை எவை, மாறுபவை எவை.

இழுவை $T$ இரு பகுதிகளிலும் ஒன்றே.

திரவியம் ஒன்றே. எனவே அடர்த்தி $\rho$ ஒன்றே.

குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு வேறுபடுகிறது: $A_B = 2A_A$.

எனவே $\mu$ பரப்பளவினால் மட்டுமே மாறுகிறது.

$$\mu_B = \rho A_B = 2\rho A_A = 2\mu_A$$

கதி:

$$v \propto \dfrac{1}{\sqrt{\mu}}$$

இப்போது இரு பகுதிகளையும் ஒப்பிடுக.

$$\dfrac{v_B}{v_A} = \sqrt{\dfrac{\mu_A}{\mu_B}} = \sqrt{\dfrac{1}{2}} = 0.71$$

எனவே $B$ இல் கதி $A$ இல் உள்ள கதியின் $0.71$ மடங்கு.

வரைபில் இருக்க வேண்டியவை.

$A$ இலும் கதி மாறாதது. $B$ இலும் கதி மாறாதது. எனவே ஒவ்வொரு பகுதியிலும் வரைபு கிடையாக இருக்கும்.

இணைப்பில் கதி $0.71$ மடங்காகக் குறைகிறது. இது சிறிய வீழ்ச்சி. அரைவாசி அல்ல.

இது வரைபு (2).

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

வரைபுகள் (3), (4) இணைப்பில் ஏறுகின்றன. $B$ கனமானதால் அது முடியாது.

வரைபு (5) மாற்றமின்றி உள்ளது. $\mu$ மாறுவதால் அது முடியாது.

வரைபு (1) கதியை அரைவாசியாக்குகிறது. அதற்கு $\mu$ நான்கு மடங்காக வேண்டும்.

சரிபார்ப்பு

பரிமாணச் சரிபார்ப்பு:

$[\sqrt{T/\mu}] = \sqrt{\dfrac{\text{kg m s}^{-2}}{\text{kg m}^{-1}}} = \sqrt{\text{m}^2\text{s}^{-2}} = \text{m s}^{-1}$

இது கதியின் பரிமாணம். பொருந்துகிறது.

$sqrt(a / b)$

விடை பொருத்தமானதா?

அதே திரவியத்தின் குறுக்குவெட்டு பெரிய இழை அதன் நீளத்திற்குக் கனமானது. இழுவை ஒன்றாக இருக்கையில் அதில் அலை மெதுவாகச் செல்லும்.

விகிதம் $0.71$ ஆனது $1$ இற்கும் குறைவு, $\tfrac{1}{2}$ இற்கும் அதிகம். அது சிறிய வீழ்ச்சிக்குப் பொருந்துகிறது.

எல்லைச் சந்தர்ப்பம்.

$B$ இன் பரப்பளவு $A$ இற்குச் சமமாயின் $\mu_B = \mu_A$. அப்போது வரைபு ஒரே கிடைக்கோடு, வரைபு (5).

$B$ நான்கு மடங்கு பரப்பளவாயின் கதி அரைவாசியாகும், வரைபு (1). இங்கு காரணி இரண்டு. எனவே அது இரண்டுக்கும் இடையில்.

முடிவு

$v_B = \dfrac{v_A}{\sqrt{2}} = 0.71\,v_A$

$v = \sqrt{T/\mu}$ உம் $\mu_B = 2\mu_A$ உம். எனவே $v_B = 0.71\,v_A$.

வரைபு கிடையாக இருந்து இணைப்பில் சிறிது குறைந்து மீண்டும் கிடையாகிறது. விடை (2).

இழையில் கதி $\sqrt{T/\mu}$. கனமான இழையில் கதி குறைவு.

பரப்பளவு இருமடங்கு என்றால் $\mu$ இருமடங்கு. எனவே கதி $2$ ஆல் அல்ல, $\sqrt{2}$ ஆல் குறையும்.

பரீட்சைக் குறிப்பு