2024 A/L Physics Past Paper · Question 03 (Tamil Medium)

Answer: (5) $60^{\circ}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

நமக்குத் தெரிந்தவை:

உயர்ந்தபட்ச உயரத்தில் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி தொடக்க இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் $\dfrac{1}{4}$ ஆகும்.

வளித் தடை புறக்கணிக்கப்படுகிறது.

வினா என்ன கேட்கிறது

நமக்கு வேண்டியது: எறியக் கோணம் $\theta$.

ஒவ்வொரு எழுத்தும் எதைக் குறிக்கும்:

$u$ ($\text{m s}^{-1}$): எறியும் கதி.

$\theta$: கிடையுடன் எறியக் கோணம்.

$m$ ($\text{kg}$): எறிபடையின் திணிவு.

$K_0$, $K$ ($\text{J}$): தொடக்கத்திலும் உச்சத்திலும் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

கிடைக்கூறின் தாக்கத்தைக் கருதின் ஆரம்ப கிடை வேகக்கூறு = $\rightarrow u\cos\theta$, ஆர்முடுகல் = 0 $$\rightarrow v = u + at$$ $$v_1 = u\cos\theta$$

கிடைக்கூறு தொடர்ந்து மாறிலியாகும்.

வேகத்தின் நிலைக்குத்துக் கூறு குறைகின்றது. இக்குறைவு பூச்சியம் வரை நிகழும்.

∴ உடலின் ஏகபரிமாண இயக்கப்பாட்டுச்சக்தி, $$W = \frac{1}{2}mv^2$$

முதல் மேற்கோள் வேகத்தின் கிடைக்கூறு $u\cos\theta$ ஆகவே இருக்கும் எனக் கூறுகிறது. இரண்டாவது மேற்கோள் உச்சத்தில் நிலைக்குத்துக் கூறு பூச்சியமாகும் எனக் கூறுகிறது. எனவே உயர்ந்தபட்ச உயரத்தில் கதி $u\cos\theta$. மூன்றாவது மேற்கோள் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியை $\dfrac{1}{2}mv^2$ எனத் தருகிறது.

உதாரணமாக சுவருக்கு மேலாக எறிந்த கல் உயர்ந்து, வேகம் குறைந்து, உச்சத்தை அடைகிறது. உச்சத்தில் அது மேலோ கீழோ செல்வதில்லை. அது பக்கவாட்டில் செல்கிறது. இந்தப் பக்கவாட்டுக் கதி தொடக்கத்தில் இருந்த அதே கதி.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$K_0 = \dfrac{1}{2}mu^2$

$v = u\cos\theta$

$K = \dfrac{1}{2}m(u\cos\theta)^2$

$\dfrac{K}{K_0} = \cos^2\theta$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

$K$ ஐ $K_0$ ஆல் வகுக்க. $\dfrac{1}{2}mu^2$ இரண்டிலும் உண்டு. எனவே அது நீங்கி விடுகிறது.

$$\dfrac{K}{K_0} = \cos^2\theta$$

$0.25$

$\cos^2\theta = \dfrac{1}{4}$

$0.5$

$\cos\theta = \sqrt{\dfrac{1}{4}}$

$60$

$\theta$

காரணம் / கணக்கீடு

$cos(t * pi / 180) ^ 2$

இனி ஐந்து தெரிவுகளுடன் ஒப்பிடுக.

தெரிவு (5) $60^{\circ}$. அது பொருந்துகிறது.

மற்றவை $\cos^2\theta$ விகிதமாக ஏறத்தாழ $0.97$, $0.88$, $\dfrac{3}{4}$, $\dfrac{1}{2}$ ஐத் தருகின்றன. அவற்றில் எதுவும் $\dfrac{1}{4}$ அல்ல.

சரிபார்ப்பு

அலகுகளைச் சரிபாருங்கள். $K$, $K_0$ இரண்டும் யூலில். எனவே அவற்றின் விகிதம் வெறும் எண். $\cos^2\theta$ உம் வெறும் எண்.

இது பொருத்தமாக உள்ளதா?

பந்து நேராக மேலே எறியப்பட்டால் $\theta = 90^{\circ}$. உச்சத்தில் அது நின்றுவிடும். அங்கே இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி $0$. கிடையாக எறிந்தால் $\theta = 0^{\circ}$. அது தன் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி முழுவதையும் வைத்திருக்கும்.

$60^{\circ}$ இவ்விரண்டுக்கும் இடையில். அது நான்கில் ஒன்றை வைத்திருக்கிறது. அது பொருந்துகிறது.

முடிவு

$\theta = 60^{\circ}$

எறியக் கோணம் $\theta = 60^{\circ}$.

விடை (5).

பாதையின் உச்சத்தில் கிடைக்கதி $u\cos\theta$ எஞ்சுகிறது. எனவே அங்கே இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி முதலாவதின் $\cos^2\theta$ மடங்கு.

இதைத் தரப்பட்ட பின்னத்துக்குச் சமனாக்கி $\theta$ ஐக் காணுங்கள்.

பரீட்சைக் குறிப்பு