2023 A/L Physics Past Paper · Question 21 (Tamil Medium)

Answer: (5) அச்சு வழியே புரோத்தன் வேகம் $v$ உடன் தொடர்ந்து இயங்கும்.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: ஓட்டத்தைக் கொண்டு செல்லும் நீண்ட வரிச்சுருளின் அச்சு வழியே எறியப்படும் புரோத்தன் என்ன செய்யும்.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$q$ ($\text{C}$): புரோத்தனின் ஏற்றம்.

$v$ ($\text{m s}^{-1}$): புரோத்தனின் வேகம்.

$B$ ($\text{T}$): வரிச்சுருளின் உள்ளே காந்தப் பாய அடர்த்தி.

$\theta$ ($^\circ$): புரோத்தனின் வேகத்துக்கும் காந்தப்புலத்துக்கும் இடையிலான கோணம்.

$F$ ($\text{N}$): புரோத்தன் மீது தொழிற்படும் காந்த விசை.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

ஓட்டங்காவும் நீண்ட வரிச்சுருளொன்றின் அச்சில் காந்தப் பாய அடர்த்தி

செல்லும் ஏற்றத்தை அதன் பயணத்திசையில் வைக்கப்பட்டுள்ள $l$ நீளமுள்ள கடத்தியொன்றின் ஊடாகப் பாயும் $I$ ஓட்டத்துக்குச் சமமாகக் கொண்டால், அதன் மீது விசை,

$$F = BIl\sin\theta$$

$$= \frac{Bq}{t}Vt\sin\theta$$

$F = BqV\sin\theta$ எனப் பெறலாம்

ஏற்றமானது புலத்துக்குச் சமாந்தரமாகச் செல்கின்றதெனின்,

$$F = 0$$

முதலாம் மேற்கோள் நீண்ட வரிச்சுருளின் அச்சின் வழியே காந்தப் பாய அடர்த்தி உள்ளதெனக் காட்டுகிறது. இரண்டாம் மேற்கோள் இயங்கும் ஏற்றத்தின் மீதான விசையைத் தருகிறது. மூன்றாம் மேற்கோள் ஏற்றம் புலத்துக்குச் சமாந்தரமாகச் செல்லும்போது விசை பூச்சியம் எனக் கூறுகிறது.

புரோத்தன் அச்சு வழியே இயங்குகிறது. எனவே அது புலத்தின் வழியே இயங்குகிறது.

உதாரணமாக, ஒரு தோட்டக்காரர் நாற்று வரிசையின் வழியே ஒரு துடைப்பத்தை இழுத்துச் செல்வதாகக் கருதுங்கள். நாற்றுகளுக்குக் கிடைக்கும் பக்கத் தள்ளல், இயக்கத்தில் வரிசைக்குக் குறுக்கே செல்லும் பகுதியிலிருந்து வருகிறது.

துடைப்பம் வரிசையின் வழியே நேராகச் சென்றால் குறுக்கான பகுதி இல்லை, பக்கத் தள்ளலும் இல்லை.

வரிசையின் வழியே செல்லும் துடைப்பம் போன்றது புரோத்தன். புலத்துக்குக் குறுக்கான இயக்கப் பகுதி அதற்கு இல்லை.

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

$F = BqV\sin\theta$

$\theta = 0^\circ$

$F = BqV\sin 0^\circ = 0$

$0$

$\sin 0^\circ$

$F = BqV \times 0$

காரணம் / கணக்கீடு

விசை பூச்சியம் என்பதன் பொருள்:

விசை இல்லையெனில் புரோத்தனுக்கு ஆர்முடுகல் இல்லை, எனவே அதன் வேகம் மாறாது. அதன் திசையும் மாறாது.

எனவே புரோத்தன் அச்சு வழியே வேகம் $v$ உடன் தொடர்ந்து இயங்கும்.

மறுமுனையையும் சோதிப்போம். புரோத்தன் புலத்துக்குக் குறுக்கே இயங்கினால் $\theta = 90^\circ$ ஆகும், விசை $BqV$ ஆகும், அது பெறக்கூடிய பெரிய பெறுமானம். எமது கோணம் $0^\circ$, விசை பூச்சியமாகும் மறுமுனை.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

ஒவ்வொரு தெரிவையும் விசையுடன் சோதிப்போம்.

(1) ஆர்முடுக அச்சு வழியே ஒரு விசை வேண்டும். அது இல்லை.

(2) அமர்முடுக அச்சு வழியே ஒரு விசை வேண்டும். அது இல்லை.

(3) வட்டத்துக்கு ஒரு பக்கவிசை வேண்டும். அது இல்லை.

(4) சுருளி வடிவத்துக்கு வேகத்தின் ஒரு பகுதி புலத்துக்குக் குறுக்கே வேண்டும். அது இல்லை.

(5) விசை இல்லை, எனவே வேகம் அச்சு வழியே $v$ ஆகவே இருக்கும். இது பொருந்துகிறது.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

விசை பூச்சியம், எனவே புரோத்தனை ஆர்முடுக்க அச்சு வழியே விசை இல்லை.

விசை பூச்சியம், எனவே புரோத்தனை அமர்முடுக்க அச்சு வழியே விசை இல்லை.

வட்டத்துக்கு ஒரு பக்கவிசை வேண்டும். ஏற்றம் புலத்தின் வழியே இயங்கும்போது விசை பூச்சியம்.

சுருளி வடிவத்துக்கு வேகத்தின் ஒரு பகுதி புலத்துக்குக் குறுக்கே வேண்டும். புரோத்தன் புலத்தின் வழியே இயங்குவதால் அது இல்லை.

சரிபார்ப்பு

$b * q * v * s$

முடிவு

$F = BqV\sin 0^\circ = 0$

புரோத்தன் மீது விசை தொழிற்படாது, எனவே அது அச்சு வழியே வேகம் $v$ உடன் தொடர்ந்து இயங்கும்.

விடை (5).

முதலில் கேளுங்கள்: வேகத்துக்கும் காந்தப்புலத்துக்கும் இடையிலான கோணம் என்ன?

$F = BqV\sin\theta$ இல் பிரதியிடுங்கள். புலத்தின் வழியே இயங்கினால் விசை பூச்சியம், ஏற்றம் தன் வேகத்தை வைத்திருக்கும்.

பரீட்சைக் குறிப்பு