2022 A/L Physics Past Paper · Question 09 (Tamil Medium)

Answer: (2) (C) மாத்திரம் உண்மையானது.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: வளித் தடையின்றி $A$ இலிருந்து அதே மட்டத்திலுள்ள $B$ வரை பறக்கும் பந்துக்கு (A), (B), (C) ஆகிய கூற்றுகளில் எவை உண்மை.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$v_x$ ($\text{m s}^{-1}$): வேகத்தின் கிடைக்கூறு.

$v_y$ ($\text{m s}^{-1}$): வேகத்தின் நிலைக்குத்துக் கூறு.

$E_k$ ($\text{J}$): பந்தின் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி.

$m$ ($\text{kg}$): பந்தின் திணிவு.

$h$ ($\text{m}$): $A$ இன் மட்டத்திலிருந்து பந்தின் உயரம்.

$g$ ($\text{m s}^{-2}$): ஈர்ப்பு ஆர்முடுகல்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

வேகத்தின் நிலைக்குத்துக் கூறு குறைகின்றது. இக்குறைவு பூச்சியம் வரை நிகழும். அதன் பின் பந்தின் மீது தாக்கும் புவியீர்ப்பு விசையின் காரணமாக அதன் நிலைக்குத்து வேகக்கூறு தரையை அடையும் வரை படிப்படியாக அதிகரிக்கும்.

கிடைக்கூறு தொடர்ந்து மாறிலியாகும்.

குறித்த ஒரு செயல்முறையில், இயக்கப்பாட்டுச் சக்திக்கும் அழுத்தச் சக்திக்குமிடையில் மட்டும் சக்திக் காப்பு நிகழுமாயின் அச்செயல்முறையில் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியினதும் அழுத்தச்சக்தியினதும் கூட்டுத்தொகை மாறிலியாயிருக்கும்.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

தெரிவுகள் (A), (B), (C) இன் சேர்மானங்கள்.

ஒவ்வொரு கூற்றையும் தனித்தனியாகச் சோதிப்போம்.

உதாரணமாக, ஒரு களத்தடுப்பாளர் அதே உயரத்தில் நிற்கும் இன்னொருவருக்குக் கிரிக்கெட் பந்தை எறிவதைப் பாருங்கள்.

பந்து ஏறும்போது வேகம் குறையும். உச்சியில் அது நின்றுவிடுவதில்லை. இன்னும் முன்னோக்கி இயங்குகிறது.

பின் இறங்கும்போது வேகம் கூடும். கை விட்ட அதே உயரத்தில் இரண்டாமவர் பிடிக்கும்போது, பந்து தொடக்கத்தில் இருந்த அதே கதியில் இருக்கும். ஆனால் இப்போது கீழ்நோக்கிச் செல்கிறது. தொடக்கத்தில் மேல்நோக்கிச் சென்றது.

ஈர்ப்பு நேராகக் கீழே மாத்திரம் இழுக்கும். எனவே அது இயக்கத்தின் நிலைக்குத்துப் பகுதியை மாத்திரம் மாற்றும்.

$$v_x = \text{மாறிலி}$$

சொற்களில்: வேகத்தின் கிடைக்கூறு ஒருபோதும் மாறாது.

$$E_k + mgh = \text{மாறிலி}$$

சொற்களில்: இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியும் அழுத்தச்சக்தியும் சேர்ந்த கூட்டுத்தொகை மாறாது.

அதே உயரம் என்றால் $mgh$ உம் அதே. எனவே இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியும் அதே.

காரணம் / கணக்கீடு

பாதையின் உயர்ந்தபட்ச உயரத்தில் பந்தின் வேகம் பூச்சியமாகும்.

உச்சியில் $v_y = 0$. ஆனால் $v_x$ இன்னும் உள்ளது. பந்து பக்கவாட்டில் இயங்குகிறது. எனவே அதன் வேகம் பூச்சியமல்ல.

A

புள்ளி $B$ இல் பந்தின் வேகம் புள்ளி $A$ இல் உள்ள வேகத்திற்குச் சமம்.

$B$ இல் பந்து $A$ இன் உயரத்தில் இருப்பதால் அதே கதியில் இருக்கும். ஆனால் $A$ இல் மேல்நோக்கியும் $B$ இல் கீழ்நோக்கியும் இயங்குகிறது. $v_y$ இன் குறி மாறியுள்ளது. எனவே வேகம் வேறு காவிக் கணியம்.

B

புள்ளி $B$ இல் பந்தின் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி புள்ளி $A$ இல் உள்ள இயக்கப்பாட்டுச் சக்திக்குச் சமம்.

ஈர்ப்பு மாத்திரமே தொழிற்படுவதால் $E_k + mgh$ மாறாது. $A$, $B$ இரண்டும் ஒரே உயரத்தில் உள்ளன. எனவே $mgh$ இரண்டிலும் ஒன்றே. எனவே $E_k$ உம் ஒன்றே.

C

கூற்று (A) தவறு. ஏனெனில் வேகத்தின் கிடைக்கூறு ஒருபோதும் பூச்சியமாவதில்லை.

கூற்று (B) தவறு. ஏனெனில் $B$ இல் திசை $A$ இல் உள்ள திசையிலிருந்து வேறுபடுகிறது.

கூற்று (C) உண்மை. ஏனெனில் இரு புள்ளிகளும் ஒரே உயரத்தில் உள்ளன.

எனவே (C) மாத்திரம் உண்மை.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

கூற்று (A) தவறு. உச்சியிலும் பந்து பக்கவாட்டில் இயங்குகிறது. கூற்று (C) உண்மை.

கூற்று (B) தவறு. வேகத்தின் நிலைக்குத்துக் கூறு $A$ இல் மேல்நோக்கியும் $B$ இல் கீழ்நோக்கியும் உள்ளது.

கூற்று (A) தவறு. வேகத்தின் கிடைக்கூறு முழுப் பாதையிலும் மாறாது.

கூற்றுகள் (A), (B) தவறு. எனவே மூன்றும் உண்மையல்ல.

முடிவு

கூற்று (C) மாத்திரம் உண்மை. (A), (B) தவறு.

விடை (2).

வேகத்துக்குப் பருமனும் திசையும் உண்டு. கதிக்குப் பருமன் மாத்திரம்.

அதே உயரத்தில் கதியும் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியும் அதே. திசை வேறாக இருக்கலாம்.

பரீட்சைக் குறிப்பு