2023 A/L Physics Past Paper · Question 25 (Tamil Medium)

ஓட்டம் கொண்டு செல்லும் கம்பி மீதான காந்த விசை எதில் தங்கியுள்ளது

ஒரு காந்தப் புலத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள ஓர் ஓட்டத்தைக் கொண்டு செல்லும் கம்பி மீது தாக்கும் காந்த விசையின் பருமன் பற்றிய பின்வரும் கூற்றுகளைக் கருதுக.

(A) அது கம்பியின் நீளத்தைச் சார்ந்துள்ளது.

(B) அது கம்பி வளைந்துள்ள வடிவத்தைச் சார்ந்துள்ளது.

மேற்குறித்த கூற்றுகளில்

(1) (A) மாத்திரம் உண்மையானது.
(2) (A), (B) ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.
(3) (A), (C) ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.
(4) (B), (C) ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.
(5) (A), (B), (C) ஆகிய எல்லாம் உண்மையானவை.

Answer and explanation

Answer: (2) (A), (B) ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: ஓட்டத்தைக் கொண்டு செல்லும் கம்பி மீதான காந்த விசை பற்றிய கூற்றுகள் (A), (B), (C) இல் எவை உண்மை.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$F$ ( $\text{N}$ ): கம்பி மீதான காந்த விசை.

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

$I$ ( $\text{A}$ ): கம்பியிலுள்ள ஓட்டம்.

$l$ ( $\text{m}$ ): கம்பியின் நீளம்.

$\theta$ ( $^\circ$ ): கம்பிக்கும் புலத்துக்கும் இடையிலான கோணம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

$F = BIl\sin\theta$ எனக் குறிப்பிடலாம்.

அதாவது கடத்தியானது காந்தப் புலத்துக்குச் சமாந்தரமாக இருக்கும்போது அது ஓட்டத்தைக் காவிய போதிலும் அதன் மீது விசையேதும் தொழிற்படமாட்டாது.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

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

ஒவ்வொரு கூற்றையும் தனித்தனியாகச் சோதிப்போம்.

முதலாம் மேற்கோள் $l$ நீளமுள்ள கம்பியின் மீதான விசையைத் தருகிறது. இரண்டாம் மேற்கோள் புலத்தின் வழியே உள்ள கம்பியின் மீது விசை இல்லை எனக் கூறுகிறது. எனவே கம்பியின் ஒவ்வொரு துண்டினதும் திசை முக்கியம்.

உதாரணமாக, சீரான காற்றில் பிடிக்கப்பட்ட ஒரு நீண்ட ரிப்பனைக் கருதுங்கள். நீண்ட ரிப்பன் அதிகக் காற்றைப் பிடிக்கும், எனவே அதிகமாகத் தள்ளப்படும்.

ரிப்பனைக் கோணல்மாணலாக வளையுங்கள். ஒவ்வொரு துண்டும் பக்கவாட்டில் தள்ளப்படும், ஆனால் துண்டுகள் வேறு வேறு திசைகளைக் காட்டுவதால் தள்ளல்கள் ஒரே திசையில் கூடாது. மொத்தத் தள்ளல் நேரான ரிப்பனுக்கு உள்ளதைப் போல இல்லை.

கம்பி மீதான காந்த விசையும் துண்டு துண்டாக இப்படியே நடக்கிறது.

காரணம் / கணக்கீடு

$F = BIl\sin\theta$

$\theta = 90^\circ$

$F = BIl$

$2BIl$

$F = BI(2l)$

$BIl$

$F_1 = F_2 = BIl$

$1.41\,BIl$

$F^2 = F_1^2 + F_2^2 = 2(BIl)^2$

$a * a + b * b$

காந்த விசை கம்பியின் நீளத்தைச் சார்ந்துள்ளது.

$F = BIl\sin\theta$ இல் நீளம் $l$ ஒரு காரணி. அதே ஓட்டம், புலம், கோணத்துடன் இரு மடங்கு நீளமுள்ள கம்பி இரு மடங்கு விசையை உணரும்.

காந்த விசை கம்பி வளைந்துள்ள வடிவத்தைச் சார்ந்துள்ளது.

கம்பியின் ஒவ்வொரு சிறு துண்டுக்கும் புலத்துடன் தனது சொந்தக் கோணம் $\theta$ உண்டு, அதன் மீதான விசை $BI\,\Delta l\sin\theta$ ஆகும், அதன் சொந்தத் திசையில். வளைவு இக்கோணங்களையும் திசைகளையும் மாற்றுகிறது, எனவே மொத்த விசை மாறுகிறது. நீளம் $2l$ உள்ள நேரான கம்பி $2BIl$ ஐ உணரும், ஆனால் அதே கம்பி L வடிவில் வளைந்தால் $\sqrt{2}\,BIl$ ஐ உணரும்.

காந்த விசை கம்பியின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவைச் சார்ந்துள்ளது.

குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு $F = BIl\sin\theta$ இல் இல்லை. ஒரே நீளம், ஓட்டம், கோணம் உள்ள தடித்த கம்பியும் மெல்லிய கம்பியும் ஒரே விசையை உணரும்.

கூற்று (A) உண்மை, ஏனெனில் $l$ விசையில் ஒரு காரணி.

கூற்று (B) உண்மை, ஏனெனில் வளைவு கம்பித் துண்டுகளின் கோணங்களையும் திசைகளையும் மாற்றுகிறது.

கூற்று (C) தவறு, ஏனெனில் பரப்பளவு விசையில் இல்லை.

எனவே (A), (B) உண்மை.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

வளைவு விசையை மாற்றுகிறது: நீளம் $2l$ உள்ள நேரான கம்பி $2BIl$ ஐ உணரும், அதே கம்பி L வடிவில் வளைந்தால் $\sqrt{2}\,BIl$ ஐ உணரும். எனவே (B) உம் உண்மை.

குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு $F = BIl\sin\theta$ இல் இல்லை, எனவே (C) தவறு. (B) உண்மை.

நீளம் $l$ $F = BIl\sin\theta$ இல் ஒரு காரணி, எனவே (A) உண்மை. (C) தவறு.

குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு விசையில் இல்லை, எனவே (C) தவறு.

முடிவு

கூற்றுகள் (A), (B) உண்மை. (C) தவறு.

விடை (2).

மேற்கோள்கள் நேரான கம்பியின் ஒரு நீளத்தின் மீதான விசையைத் தருகின்றன. (B) க்கு, வளைந்த கம்பியின் துண்டுகள் மீதான விசைகளை காவிகளாகக் கூட்டினோம், L வடிவத்தை உதாரணமாகக் கொண்டு.

ஆசிரியர் குறிப்பு

$F = BIl\sin\theta$ ஐ எழுதி, அதில் எந்த அளவுகள் உள்ளன எனக் கேளுங்கள்.

நீளம் அதில் உள்ளது, எனவே (A) உண்மை. ஒவ்வொரு துண்டினதும் கோணம் அதில் உள்ளது, எனவே வளைவு முக்கியம். குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு அதில் இல்லை.

பரீட்சைக் குறிப்பு

සිංහල · English