2021 A/L Physics Past Paper · Question 17 (Tamil Medium)

Answer: (1) $x = y$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

$+4q$, $-q$ ஆகிய ஏற்றங்கள் $x$ தூரத்தில் நிலையாக வைக்கப்பட்டுள்ளன.

மூன்றாவது ஏற்றம் $+q$ அதே கோட்டில், $+4q$ இற்கு மறுபக்கமாக, $-q$ இலிருந்து $y$ தூரத்தில் உள்ளது.

$+q$ மீது தேறிய விசை பூச்சியம்.

வினா என்ன கேட்கிறது

காண வேண்டியது: $x$ இற்கும் $y$ இற்குமிடையே உள்ள தொடர்பு.

கட்டுப்பாடு: $+q$ மீது தேறிய விசை பூச்சியம். எனவே $+4q$ இன் விசையும் $-q$ இன் விசையும் சமமாகவும் எதிர்த்திசையிலும் இருக்க வேண்டும்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

புள்ளி வடிவ மின்னேற்றங்கள் இரண்டுக்கு இடையிலான தம்முள் விசையானது, இவ்விரண்டு ஏற்றங்களினதும் பெருக்கத்துக்கு நேர்விகித சமமாவதோடு அவற்றுக்கு இடையிலான தூரத்தின் வர்க்கத்துக்கு எதிர் விகிதசமமானது.

ஒத்த ஏற்றங்கள் (+, + மற்றும் −, −) ஒன்றையொன்று தள்ளுவதோடு, எதிரான ஏற்றங்கள் (+, −) ஒன்றையொன்று கவரும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$F = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}$

$F_{4q} = F_{-q}$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

ஒவ்வொரு ஏற்றத்துக்கும் விதியைப் பயன்படுத்துக.

$+4q$ ஆனது $+q$ ஐத் தள்ளும், ஏனெனில் அவை ஒத்த ஏற்றங்கள். அது $+q$ ஐ விலகித் தள்ளும். அவற்றுக்கு இடையிலான தூரம் $x + y$.

$$F_{4q} = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{4q \times q}{(x + y)^2}$$

$-q$ ஆனது $+q$ ஐக் கவரும், ஏனெனில் அவை எதிரான ஏற்றங்கள். அது $+q$ ஐ பின்னோக்கி இழுக்கும். தூரம் $y$.

$$F_{-q} = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\dfrac{q \times q}{y^2}$$

$\dfrac{4}{(x + y)^2} = \dfrac{1}{y^2}$

$4y^2 = (x + y)^2$

$2y = x + y$

$x = y$

காரணம் / கணக்கீடு

முதலில் திசைகள். தள்ளுகையும் கவர்ச்சியும் எதிர்த்திசைகளில் உள்ளன. எனவே அவை சமனிலையில் இருக்கலாம்.

$+q$ ஆனது இரு ஏற்றங்களுக்கு இடையே இருந்தால் இரு விசைகளும் ஒரே திசையில் இருக்கும். அவை ஒருபோதும் சமனிலையில் இராது.

$F_{4q} = F_{-q}$ என வைத்துப் பொதுக் காரணியை நீக்குக:

$$\dfrac{4}{(x + y)^2} = \dfrac{1}{y^2}$$

குறுக்காகப் பெருக்குக:

$$4y^2 = (x + y)^2$$

இரு பக்கங்களினதும் வர்க்கமூலம் எடுக்க. $x + y$ உம் $y$ உம் நேர் பெறுமானங்கள்:

$$2y = x + y$$

எனவே $x = y$. இது விடை (1).

சரிபார்ப்பு

பொருத்தமானதா?

$x = y = 1$ என வைக்க. அப்போது $+q$ ஆனது $+4q$ இலிருந்து $2$ தூரத்திலும் $-q$ இலிருந்து $1$ தூரத்திலும் உள்ளது.

தள்ளுகை $\dfrac{4}{2^2} = 1$, கவர்ச்சி $\dfrac{1}{1^2} = 1$. அவை சமம். எனவே விசைகள் சமனிலையில் உள்ளன.

$4 * y * y / ((x + y) * (x + y))$

முடிவு

$x = y$

$4y^2 = (x + y)^2$ ஆக இருக்கும்போது $+q$ மீதான விசைகள் சமனிலையில் இருக்கும். அதிலிருந்து $x = y$.

விடை (1).

தேறிய விசை இல்லாத புள்ளியில் இரு விசைகளையும் எழுதி அவற்றைச் சமப்படுத்துக.

ஒவ்வொரு தூரத்தையும் நீங்கள் ஆராயும் ஏற்றத்திலிருந்து அளக்க. இங்கே $+4q$ ஆனது $x + y$ தூரத்தில் உள்ளது, $x$ அல்ல.

பரீட்சைக் குறிப்பு