புறெவி புயற்காற்றினால் பிறப்பிக்கப்பட்ட காற்று இலங்கையின் ஒரு குறித்த பிரதேசத்தின் குறுக்கே 30 m s⁻¹ கதியிற் சென்றது. இக்காற்று பயன்படும் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு 100 m² ஐ உடைய ஒரு கூரை உள்ள ஒரு வீட்டின் மீது சென்றிருந்தால், காற்றுக் காரணமாகக் கூரை மீது உண்டாகிய உயர்த்தும் விசை யாது? (வீட்டினுள்ளே இருக்கும் வளி அசையாமல் உள்ளது எனவும் வளியின் அடர்த்தி 1.3 kg m⁻³ எனவும் கொள்க.)

2021 A/L Physics Past Paper · Question 25 (Tamil Medium)

புயல் காற்றினால் கூரை மீது உயர்த்தும் விசை

புறெவி புயற்காற்றினால் பிறப்பிக்கப்பட்ட காற்று இலங்கையின் ஒரு குறித்த பிரதேசத்தின் குறுக்கே $30\ \text{m s}^{-1}$ கதியிற் சென்றது. இக்காற்று பயன்படும் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு $100\ \text{m}^2$ ஐ உடைய ஒரு கூரை உள்ள ஒரு வீட்டின் மீது சென்றிருந்தால், காற்றுக் காரணமாகக் கூரை மீது உண்டாகிய உயர்த்தும் விசை யாது? (வீட்டினுள்ளே இருக்கும் வளி அசையாமல் உள்ளது எனவும் வளியின் அடர்த்தி $1.3\ \text{kg m}^{-3}$ எனவும் கொள்க.)

(1) $5.85 \times 10^2\ \text{N}$
(2) $5.85 \times 10^4\ \text{N}$
(3) $7.61 \times 10^4\ \text{N}$
(4) $1.17 \times 10^5\ \text{N}$
(5) $1.95 \times 10^5\ \text{N}$

Answer and explanation

Answer: (2) $5.85 \times 10^4\ \text{N}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

கூரையின் மேல் காற்றின் கதி $v = 30\ \text{m s}^{-1}$ .

கூரையின் பயன்படும் பரப்பளவு $A = 100\ \text{m}^2$ .

வளியின் அடர்த்தி $\rho = 1.3\ \text{kg m}^{-3}$ .

வீட்டினுள்ளே இருக்கும் வளி அசையாமல் உள்ளது.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: கூரை மீது உயர்த்தும் விசை $F$ .

கூரையின் மேலுள்ள வளி வேகமாக இயங்குகிறது. கீழுள்ள வளி அசையாமல் உள்ளது.

திட்டம்: அமுக்க வித்தியாசத்தைக் காண்க. பின்னர் பரப்பளவால் பெருக்குக.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

அருவிக் கோட்டுப் பாய்ச்சல் ஒன்றில் ஓரலகு கனவளவுள்ள பாயி ஒன்றின் மீது அமுக்கத்தினால் செய்யப்பட்ட உபயோகமான வேலையானது, அதன் அழுத்த சக்தியினதும் இயக்கப்பாட்டுச்சக்தியினதும் அதிகரிப்புக்குச் சமன் என அவர் காட்டினார்.

கடுமையான காற்று வீசும் போது சில மூடிய வீடுகளின் கூரைகள் தூக்கி வீசப்படும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$p + \tfrac{1}{2}\rho v^2 + \rho g h = K$

$p_{\text{in}} = p_{\text{out}} + \tfrac{1}{2}\rho v^2$

$F = (p_{\text{in}} - p_{\text{out}})\,A$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

எல்லாக் கணியங்களும் SI அலகுகளில் உள்ளன.

$\text{kg m}^{-3} \times \text{m}^2\text{s}^{-2} = \text{Pa}$ , மேலும் $\text{Pa} \times \text{m}^2 = \text{N}$ .

$585$

$\Delta p = \tfrac{1}{2}\rho v^2 = \tfrac{1}{2} \times 1.3 \times 30^2$

$58500$

$F = \Delta p \times A = 585 \times 100$

காரணம் / கணக்கீடு

கூரையின் கீழுள்ள அமுக்கம் அதன் மேலுள்ள அமுக்கத்தைவிட $585\ \text{Pa}$ கூடுதல்.

அந்த அமுக்கம் $100\ \text{m}^2$ ஒவ்வொன்றையும் மேல்நோக்கித் தள்ளுகிறது.

$F = 58\,500\ \text{N} = 5.85 \times 10^4\ \text{N}$

விடை (2).

சரிபார்ப்பு

$0.5 * rho * v * v * A$

விடை பொருத்தமானதா?

விசை ஏறக்குறைய $5.9 \times 10^4\ \text{N}$ . இது ஏறக்குறைய $5850\ \text{kg}$ திணிவின் நிறைக்குச் சமன்.

$100\ \text{m}^2$ கூரையின் நிறை இதைவிடக் குறைவாக இருக்கலாம். எனவே பலத்த காற்றில் கூரை தூக்கப்படலாம். கூரைகள் கடுமையான காற்றில் தூக்கி வீசப்படுவது இதனால்தான்.

முடிவு

$F = \tfrac{1}{2}\rho v^2 A = 5.85 \times 10^4\ \text{N}$

அமுக்க வித்தியாசம் $\tfrac{1}{2}\rho v^2 = 585\ \text{Pa}$ .

உயர்த்தும் விசை $585 \times 100 = 5.85 \times 10^4\ \text{N}$ . விடை (2).

வேகமான வளி என்றால் குறைந்த அமுக்கம்.

ஒரே மட்டத்தில் அசையாத வளிக்கும் இயங்கும் வளிக்கும் இடையிலான அமுக்க வித்தியாசம் $\tfrac{1}{2}\rho v^2$ . அதைப் பரப்பளவால் பெருக்குக.

பரீட்சைக் குறிப்பு

සිංහල · English