2021 A/L Physics Past Paper · Question 13 (Tamil Medium)

Answer: (1) வரைபுச் சோடி (1)

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: நேரம் $t$ உடன் $P$ இன் இடப்பெயர்ச்சி $x$ இனதும் வேகம் $v$ இனதும் வரைபுகள்.

$P$ என்பது $A$ இலிருந்து $X$ அச்சுக்கு வரைந்த செங்குத்தின் அடி.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

துணிக்கை ஆனது வட்டப் பாதையில் இயங்கும் போது இயங்கும் பொருளிலிருந்து இவ்விட்டத்திற்கு வரைந்த செங்குத்து அடி M, Z இலிருந்து Cக்கு இயங்கிய பின் Z இனூடு Fக்குச் சென்று மீண்டும் Z ஐ அடையும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$x = R\cos(\omega t + \varphi)$

$v = \dfrac{dx}{dt} = -R\omega\sin(\omega t + \varphi)$

காரணம் / கணக்கீடு

$P$ எங்கே தொடங்குகிறது?

உருவில் $A$ ஆனது $X$ அச்சுக்கு மேலே, மையத்தின் வலப் பக்கத்தில் உள்ளது.

எனவே $P$ நேர்ப் பக்கத்தில் தொடங்குகிறது. $x$ பூச்சியத்தில் அல்ல, நேர்க்குறியில் தொடங்குகிறது.

$P$ எந்தப் பக்கம் இயங்குகிறது?

$A$ ஆனது உருவில் உள்ள அம்பு காட்டும் திசையில், $Y$ அச்சை நோக்கிச் செல்கிறது. எனவே $P$ இடப் பக்கம், மையத்தை நோக்கி இயங்குகிறது.

எனவே $x$ தொடக்க மதிப்பிலிருந்து குறைகிறது. அது பூச்சியத்தை அடைந்து, மறு முனை வரை எதிர்க்குறியில் சென்று, மீண்டும் திரும்புகிறது.

இப்போது வேகம். அது $x$-$t$ வரைபின் படித்திறன்.

தொடக்கத்தில் $x$ குறைகிறது. எனவே $v$ எதிர்க்குறி.

$x$ பூச்சியத்தைக் கீழ்நோக்கிக் கடக்குமிடத்தில் படித்திறன் மிகச் செங்குத்து. $v$ மிக எதிர்க்குறியில் உள்ளது.

$x$ மிகத் தாழ்ந்த புள்ளியில் படித்திறன் பூச்சியம். $v = 0$.

$x$ பூச்சியத்தை மேல்நோக்கிக் கடக்குமிடத்தில் படித்திறன் மறுபக்கம் மிகச் செங்குத்து. $v$ மிகப் பெரிய நேர்க்குறி மதிப்பில் உள்ளது.

நிலைக்குத்துக் கோடுகளை ஒப்பிடுக.

முதல் கோடு: $x = 0$ கீழ்நோக்கி, $v$ மிகத் தாழ்ந்த நிலையில்.

இரண்டாம் கோடு: $x$ மிகத் தாழ்ந்த நிலையில், $v = 0$.

மூன்றாம் கோடு: $x = 0$ மேல்நோக்கி, $v$ மிக உயர்ந்த நிலையில்.

இவை எல்லாம் சோடி (1) இல் மட்டுமே உள்ளன.

சோடி (2) மையத்தில் தொடங்குகிறது. சோடி (3) இல் $v$ ஆனது $x$ ஐப் பிரதிபலிக்கிறது. சோடிகள் (4), (5) இல் $v$ மாறுவதில்லை.

விடை சோடி (1).

சரிபார்ப்பு

$x * x + u * u$

விடை பொருத்தமானதா?

$P$ தன் பாதையின் ஒரு முனையில் இருக்கும்போது ஒரு கணம் நிற்கிறது. அங்கு $v = 0$ ஆகவும் $x$ மிகப் பெரிதாகவோ மிகச் சிறிதாகவோ இருக்கும்.

$P$ மையத்தில் இருக்கும்போது மிக வேகமாக இயங்குகிறது. அங்கு $x = 0$ ஆகவும் $|v|$ மிகப் பெரிதாகவும் இருக்கும்.

முடிவு

$\text{சோடி }(1)$

$x$ நேர்க்குறியில் தொடங்கிக் குறைகிறது. $v$ என்பது $x$ இன் படித்திறன். எனவே அது எதிர்க்குறியில் தொடங்கி $x$ மிகத் தாழ்ந்த நிலையில் பூச்சியமாகிறது.

விடை (1).

வேகத்தின் வரைபு இடப்பெயர்ச்சி வரைபின் படித்திறன்.

$x$ மிக உயர்ந்த புள்ளியிலோ மிகத் தாழ்ந்த புள்ளியிலோ இருக்கும்போது $v = 0$. $x$ பூச்சியத்தைக் கடக்கும்போது $|v|$ மிகப் பெரியது.

பரீட்சைக் குறிப்பு