2022 A/L Physics Past Paper · Question 18 (Tamil Medium)

Answer: (2) $25\ \text{m s}^{-1}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

பொருளின் திணிவு $m = 2\ \text{kg}$.

அது ஓய்விலிருந்து தொடங்குகிறது, எனவே $u = 0$.

மேற்பரப்பில் உராய்வு இல்லை, எனவே வரைபிலுள்ள விசை $F$ மட்டுமே கிடைத் திசையில் தாக்கும் விசை.

வரைபிலிருந்து: $0$ முதல் $4\ \text{s}$ வரை $F = 10\ \text{N}$. பின் $F$ நேர்கோட்டில் குறைந்து $6\ \text{s}$ இல் $0$ ஆகிறது.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: $t = 6\ \text{s}$ இல் பொருளின் இறுதி வேகம் $v$.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$m$ ($\text{kg}$): பொருளின் திணிவு.

$u$ ($\text{m s}^{-1}$): ஆரம்ப வேகம்.

$v$ ($\text{m s}^{-1}$): இறுதி வேகம்.

$F$ ($\text{N}$): கிடை விசை.

$I$ ($\text{N s}$): விசையின் கணத்தாக்கு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

கணத்தாக்கு = கணத்தாக்குவிசை × அவ்விசை தாக்கிய நேரம்

இடதுபக்கத்திலுள்ள கணியம் கணத்தாக்கு எனப்படும். விசையினதும் நேரத்தினதும் பெருக்கம் N s இல் அளக்கப்படும். வலதுபக்கத்திலுள்ள கணியம், இக்கணத்தாக்கினால் கொடுக்கப்பட்ட (உருவாக்கப்பட்ட) உந்தமாற்றமாகும்.

கணத்தாக்கு = உந்தமாற்றம்

உதாரணமாக, ஓய்வில் நிற்கும் பொருள் வாங்கும் தள்ளுவண்டியைத் தள்ளுவதைப் பாருங்கள்.

கடினமாகத் தள்ளினால் அது வேகமாகும். நீண்ட நேரம் தள்ளினாலும் வேகமாகும். தள்ளலின் வலுவும் தள்ளிய நேரமும் பெருக்கப்படுவதே முக்கியம்.

$$I = F \times t$$

சொற்களில்: கணத்தாக்கு என்பது விசையும் அது தாக்கிய நேரமும் பெருக்கிய தொகை.

கணத்தாக்கு எதைச் செய்கிறது என்பதையும் புத்தகம் கூறுகிறது. அது உந்தத்தை மாற்றுகிறது.

$$I = mv - mu$$

சொற்களில்: கணத்தாக்கு என்பது இறுதி உந்தத்திலிருந்து ஆரம்ப உந்தத்தைக் கழித்தது.

விசை மாறும்போது நேரத்தை மிகச் சிறிய துண்டுகளாகப் பிரிப்போம். ஒவ்வொரு துண்டிலும் $F \times \Delta t$ என்பது வரைபின் கீழுள்ள மெல்லிய பட்டியின் பரப்பளவு. எல்லாப் பட்டிகளையும் கூட்டினால் முழுப் பரப்பளவு கிடைக்கும்.

சொற்களில்: $F$–$t$ வரைபின் கீழுள்ள பரப்பளவே கணத்தாக்கு.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$I = F\text{–}t \text{ வரைபின் கீழுள்ள பரப்பளவு}$

$I = mv - mu$

$v = \dfrac{I}{m}\ (u = 0)$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

விசை நியூட்டனிலும் நேரம் செக்கனிலும் உள்ளது, எனவே பரப்பளவு நியூட்டன் செக்கனில் வரும். அப்போது $v = \dfrac{I}{m}$ மீற்றர் வீதம் செக்கனில் வரும்.

$40$

$I_1 = 10 \times 4$

$10$

$I_2 = \dfrac{1}{2} \times (6 - 4) \times 10$

$50$

$I = I_1 + I_2 = 40 + 10$

$25$

$v = \dfrac{I}{m} = \dfrac{50}{2}$

காரணம் / கணக்கீடு

வரைபின் கீழுள்ள பரப்பளவே கணத்தாக்கு, $50\ \text{N s}$.

திணிவு $2\ \text{kg}$ ஆல் வகுத்தால் இறுதி வேகம் $25\ \text{m s}^{-1}$ கிடைக்கும். இது தெரிவு (2).

சரிபார்ப்பு

$(F * t1 + 0.5 * F * (t2 - t1)) / m$

இது பொருத்தமானதா?

$6\ \text{s}$ இல் சராசரி விசை $\dfrac{50}{6} \approx 8.3\ \text{N}$. இது உச்ச விசை $10\ \text{N}$ ஐ விடச் சற்றுக் குறைவு, ஏனெனில் இறுதியில் விசை மறைந்துவிடுகிறது.

அப்போது சராசரி ஆர்முடுகல் ஏறக்குறைய $4.2\ \text{m s}^{-2}$. $6\ \text{s}$ இல் அது ஏறக்குறைய $25\ \text{m s}^{-1}$ தரும்.

முடிவு

$v = 25\ \text{m s}^{-1}$

வரைபின் கீழுள்ள பரப்பளவு $I = 50\ \text{N s}$. எனவே $v = \dfrac{I}{m} = \dfrac{50}{2} = 25\ \text{m s}^{-1}$.

விடை (2).

விசை–நேர வரைபின் கீழுள்ள பரப்பளவு கணத்தாக்கு, கணத்தாக்கு உந்தமாற்றத்துக்குச் சமம்.

கடைசிப் படியை மறக்காதீர்கள்: கணத்தாக்கைத் திணிவால் வகுக்க வேண்டும்.

பரீட்சைக் குறிப்பு