2021 A/L Physics Past Paper · Question 38 (Tamil Medium)

Answer: (3) $25\ \text{rad s}^{-2}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

பறப்புச்சில்லின் சடத்துவத் திருப்பம் $I = 0.4\ \text{kg m}^2$.

அது சீரான கோணக் கதி $\omega = 10\ \text{rad s}^{-1}$ உடன் சுழல்கிறது.

மோட்டரின் வலு $P = 100\ \text{W}$.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: மோட்டரை நிறுத்திய பின் கோண அமர்முடுகல் $\alpha$.

திட்டம் இரு படிகள்.

முதலில் மோட்டர் தரும் முறுக்கத்தைக் காண்க. அது உராய்வு முறுக்கத்திற்குச் சமம்.

பின்னர் அந்த முறுக்கம் மட்டுமே சில்லை மெதுவாக்கட்டும்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

பொருள் ஒன்று வேலை செய்யும் வீதம் அல்லது அது சக்தியை விடுவிக்கும் வீதம், வலு எனப்படும்.

வலு = விசை × வேகம்

ஏகபரிமாண இயக்கத்தில் ஏகபரிமாண உந்தமாற்ற வீதமானது விசை என வரையறுப்பது போல் கோணஇயக்கத்தில் கோணஉந்தமாற்ற வீதமானது விசைத்திருப்பம் அல்லது முறுக்கம் எனப்படும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$P = Fv = F r\omega = \tau\omega$

$\tau = I\alpha$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

சில்லு சீரான கதியில் சுழல்கிறது.

எனவே அதன் கோண ஆர்முடுகல் பூச்சியம். விளையுள் முறுக்கமும் பூச்சியம்.

மோட்டர் முறுக்கம் உராய்வு முறுக்கத்திற்குச் சமம்.

$100$

$P_f = P = 100$

$P_f = \tau\omega$

$10$

$\tau = \dfrac{P_f}{\omega} = \dfrac{100}{10}$

$I\alpha = \tau$

$25$

$\alpha = \dfrac{\tau}{I} = \dfrac{10}{0.4}$

எல்லாக் கணியங்களும் SI அலகுகளில் உள்ளன.

வலு W இலும், கதி $rad\,s^{-1}$ இலும், முறுக்கம் N m இலும், $I$ kg m$^2$ இலும் உள்ளன.

எனவே $\alpha$ உம் rad s$^{-2}$ இல் வரும்.

காரணம் / கணக்கீடு

மோட்டரிலிருந்து வரும் முறுக்கம் $10\ \text{N m}$.

மோட்டர் நிறுத்தப்பட்டதும் இந்த உராய்வு முறுக்கம் சில்லை மெதுவாக்குகிறது.

கோண அமர்முடுகல் $\dfrac{10}{0.4} = 25\ \text{rad s}^{-2}$.

விடை (3).

சரிபார்ப்பு

$P / (I * w)$

விடை பொருத்தமானதா?

$25\ \text{rad s}^{-2}$ இல் சில்லு $\dfrac{10}{25} = 0.4\ \text{s}$ இல் நிற்கிறது.

$10\ \text{N m}$ என்ற வலிய உராய்வு முறுக்கம் உள்ள சிறிய சில்லுக்கு இது விரைவானது.

$10\ \text{rad s}^{-1}$ இல் உராய்வு வலு $10 \times 10 = 100\ \text{W}$. அது மோட்டரின் வலுவுடன் பொருந்துகிறது.

முடிவு

$\alpha = \dfrac{P}{I\omega} = 25\ \text{rad s}^{-2}$

உராய்வு முறுக்கம் $\tau = \dfrac{P}{\omega} = 10\ \text{N m}$.

கோண அமர்முடுகல் $\alpha = \dfrac{\tau}{I} = 25\ \text{rad s}^{-2}$.

விடை (3).

சீரான கோணக் கதியில் மோட்டர் முறுக்கம் உராய்வு முறுக்கத்திற்குச் சமம்.

முறுக்கத்தை $P = \tau\omega$ இலிருந்து காண்க. பின்னர் மெதுவாதலுக்கு $\tau = I\alpha$ ஐப் பயன்படுத்துக.

பரீட்சைக் குறிப்பு