2021 A/L Physics Past Paper · Question 16 (Tamil Medium)

Answer: (2) $9\rho Av^2$

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: திரவம் சுவர் மீது உஞற்றும் விசை $F$.

விடை $\rho$, $A$, $v$ ஆகியவற்றின் கோவையாக இருக்கும்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியிலிருந்து, விளையுள் விசை F ஆனது உந்தமாற்ற வீதத்திற்கு நேர்விகிதசமமாகும்.

உந்தம் = திணிவு × வேகம்

தேவையான சமன்பாடுகள்

$F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$

$p = mv$

$m = \rho A (3v) t$

காரணம் / கணக்கீடு

குறியீடுகள்:

$\rho$ திரவத்தின் அடர்த்தி.

$A$ குழாயின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு.

$3v$ சுவரில் அடிக்கும் முன் திரவத்தின் கதி.

$F$ சுவர் மீதான விசை.

நேரம் $t$ இல் $3vt$ நீளமுள்ள திரவம் சுவரை அடைகிறது.

அதன் திணிவு:

$$m = \rho A (3v) t$$

அது $3v$ உடன் வந்து, பின் சுவரை நோக்கிய வேகமின்றிச் சுவர் வழியே பாய்கிறது.

எனவே அது இழக்கும் உந்தம்:

$$\Delta p = m \times 3v = 9\rho A v^2 t$$

விசை என்பது நேரத்தில் இழக்கும் உந்தம்:

$$F = \dfrac{\Delta p}{t} = \dfrac{9\rho A v^2 t}{t} = 9\rho A v^2$$

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

விடை $9\rho Av^2$. இது (2) ஆம் விடை.

(4), (5) இல் $A^2$ உள்ளதால் அவை விசைகள் அல்ல.

(1), (3) இல் வேக மாற்றம் தவறு.

சரிபார்ப்பு

பரிமாணச் சரிபார்ப்பு:

$$[\rho A v^2] = ML^{-3} \times L^2 \times L^2T^{-2} = MLT^{-2}$$

இது ஒரு விசையின் பரிமாணம். பொருந்துகிறது.

எல்லைச் சந்தர்ப்பம். $v \to 0$ ஆயின் திரவம் எதுவும் வருவதில்லை. $F \to 0$.

மேலும் $F$ கதியின் வர்க்கத்துடன் அதிகரிக்கிறது. வேகமான தாரை மிகவும் வலுவாகத் தள்ளுகிறது.

முடிவு

$F = \rho A(3v) \times 3v = 9\rho A v^2$

ஓர் அலகுத் திணிவுக்கு $3v$ உந்தம் இழக்கப்படுகிறது. $t$ நேரத்தில் சுவரை அடையும் திணிவு $\rho A(3v)t$.

எனவே $F = 9\rho Av^2$. விடை (2).

சுவரில் அடித்து நிற்கும் தாரைக்கு, விசை = நேரத்திற்கான திணிவு × வேக மாற்றம்.

நேரத்திற்கான திணிவு என்பது அடர்த்தி × பரப்பளவு × கதி.

பரீட்சைக் குறிப்பு