2024 A/L Physics Past Paper · Question 05 (Tamil Medium)

Answer: (5) (A), (B), (C) ஆகிய எல்லாம் உண்மையானவை.

வினா என்ன கேட்கிறது

நமக்குத் தெரிந்தவை:

ஒரு குண்டு மரக் குற்றியில் பட்டு அதனுள்ளே தங்குகிறது.

குற்றி ஒப்பமான கிடை மேற்பரப்பில் உள்ளது. எனவே உராய்வு இல்லை.

நமக்கு வேண்டியது: இந்த மோதுகைக்கு (A), (B), (C) கூற்றுகளில் எவை உண்மை.

ஒவ்வொரு எழுத்தும் எதைக் குறிக்கும்:

$m$, $M$ ($\text{kg}$): குண்டின் திணிவும் குற்றியின் திணிவும்.

$u$ ($\text{m s}^{-1}$): மோதுகைக்கு முன் குண்டின் வேகம்.

$v$ ($\text{m s}^{-1}$): மோதுகைக்குப் பின் குண்டும் குற்றியும் சேர்ந்த வேகம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

தொகுதியொன்றில் வெளிவிசை தாக்காதவிடத்து ஒன்றுடனொன்று இடைத்தாக்கம் புரிகின்ற பொருட் தொகுதியொன்றின் மொத்த உந்தம் மாறிலியிருக்கும்.

மூடிய தொகுதி ஒன்றின் மொத்தச்சக்தி மாறிலியாயிருக்கும்.எனினும், தொகுதி ஒன்றினுள் ஒரு வகைச்சக்தி, இன்னொருவகைச் சக்தியாக மாறும்.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

முதல் மேற்கோள் வெளிவிசை தாக்காதபோது தொகுதியின் மொத்த உந்தம் மாறாது எனக் கூறுகிறது. இரண்டாவது மேற்கோள் மூடிய தொகுதியின் மொத்தச் சக்தி மாறாது, ஆனால் ஒரு வகைச் சக்தி இன்னொரு வகைச் சக்தியாக மாறலாம் எனக் கூறுகிறது. இவற்றால் மூன்று கூற்றுகளையும் சோதிக்கிறோம்.

உதாரணமாக ஈரக் களிமண் உருண்டை ஒன்று விளையாட்டு வண்டியில் எறியப்பட்டு ஒட்டிக் கொள்கிறது. வண்டியும் களிமண்ணும் சேர்ந்து, களிமண் பறந்ததைவிட மெதுவாக உருள்கின்றன.

மெல்லிய சத்தம் கேட்கிறது. களிமண் சற்று சூடாகிறது. காணாமல் போன இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி அங்கேயே சென்றது.

காரணம் / கணக்கீடு

ஏகபரிமாண உந்தக் காப்பு விதி மோதுகைக்கு வலிதானது.

மேற்பரப்பு ஒப்பமானது. எனவே கிடையாக வெளிவிசை தாக்குவதில்லை. குண்டுக்கும் குற்றிக்கும் இடையிலான தள்ளல்கள் தொகுதியின் உள்ளே உள்ளன. எனவே முன்னரும் பின்னரும் மொத்த உந்தம் ஒன்றே: $mu = (m + M)v$.

A

சக்திக் காப்பு விதி மோதுகைக்கு வலிதானது.

மூடிய தொகுதியின் மொத்தச் சக்தி மாறாது. மோதுகையில் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் மாறுகிறது. ஆனால் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியும் வெப்பமும் ஒலியும் சேர்ந்த மொத்தம் முன்னர் இருந்ததே. எனவே விதி வலிதானது.

B

மோதுகை காரணமாகத் தொகுதியின் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி இழக்கப்படுகின்றது.

$m = 1$, $M = 9$, $u = 10$ என எடுங்கள். அப்போது $v = 1$. முன்னர் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி $50$, பின்னர் $5$. குண்டு மரத்தினுள் பதிந்துள்ளது. எனவே $45$ வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் மாறியது. இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி இழக்கப்படுகிறது.

C

கூற்று (A) உண்மை, ஏனெனில் ஒப்பமான மேற்பரப்பின் வழியே வெளிவிசை தாக்குவதில்லை.

கூற்று (B) உண்மை, ஏனெனில் மொத்தச் சக்தி ஒருபோதும் மாறுவதில்லை.

கூற்று (C) உண்மை, ஏனெனில் இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் மாறியது.

எனவே மூன்றும் உண்மை.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

(C) உம் உண்மை. இரண்டும் மெதுவாகச் செல்கின்றன. இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் மாறுகிறது.

(B) உம் உண்மை. இழந்த இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் உள்ளது. எனவே மொத்தச் சக்தி மாறாது.

(A) உம் உண்மை. ஒப்பமான மேற்பரப்பில் வெளிவிசை தாக்குவதில்லை. எனவே மொத்த உந்தம் மாறாது.

(B), (C) உம் உண்மை. சக்தி வடிவம் மட்டும் மாறுகிறது. இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் இழக்கப்படுகிறது.

முடிவு

உந்தமும் மொத்தச் சக்தியும் காக்கப்படுகின்றன. இயக்கப்பாட்டுச் சக்தியின் ஒரு பகுதி வெப்பமாகவும் ஒலியாகவும் இழக்கப்படுகிறது. (A), (B), (C) எல்லாம் உண்மை.

விடை (5).

இரு பொருள்கள் ஒட்டிக் கொள்ளும்போது உந்தம் எப்போதும் காக்கப்படும். இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி காக்கப்படாது.

மொத்தச் சக்தி காக்கப்படும்: இழந்த இயக்கப்பாட்டுச் சக்தி இப்போது வெப்பமும் ஒலியும்.

பரீட்சைக் குறிப்பு