ஒரு லிஃப்ட் அல்லது மின்தூக்கியின் நேரான இயக்கத்திற்கு நியூட்டனின் விதிகளைப் பயன்படுத்துவது குறித்த 4 எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகள்.
1. 50 கிலோகிராம் நிறையுள்ள ஒருவர் மின்தூக்கியில் உள்ளார். புவியீர்ப்பு முடுக்கம் = 10 மீ/வி²2பின்வரும் நிபந்தனைகளின் கீழ், மின்தூக்கித் தளம் அந்த நபர் மீது செலுத்தும் செங்குத்து விசையின் அளவைக் கண்டறியவும்:
(அ) அமைதியான மின்தூக்கி
(ஆ) மின்தூக்கி ஒரு சீரான வேகத்தில் கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.
(c) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் மேல்நோக்கி நகர்கிறது.2
(d) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.2
(இ) தடையற்ற வீழ்ச்சி மின்தூக்கி
கலந்துரையாடல்
அது அறியப்படுகிறது :
நபரின் நிறை (மீ) = 50 கிலோ
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி2
நபரின் எடை (w) = mg = (50)(10) = 500 நியூட்டன்கள்
ஜவாப் :
(அ) அமைதியான மின்தூக்கி
மின்தூக்கி ஓய்வு நிலையில் உள்ளது, முடுக்கம் இல்லை (a = 0).
மேல்நோக்கிச் செயல்படும் விசை நேர்மறையானது, கீழ்நோக்கிச் செயல்படும் விசை எதிர்மறையானது.
(ஆ) மின்தூக்கி ஒரு சீரான வேகத்தில் கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.
மின்தூக்கி ஒரு சீரான வேகத்தில் நகர்கிறது, முடுக்கம் இல்லை (a = 0).
மேல்நோக்கிச் செயல்படும் விசை நேர்மறையானது, கீழ்நோக்கிச் செயல்படும் விசை எதிர்மறையானது.
(c) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் மேல்நோக்கி நகர்கிறது.2
மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் (a) மேல்நோக்கி நகர்கிறது.2
லிஃப்ட்டின் இயக்க திசையிலான விசை நேர்மறையாகவும், லிஃப்ட்டின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையிலான விசை எதிர்மறையாகவும் இருக்கும்.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 நியூட்டன்
செங்குத்து விசையின் (N) அளவு எடைக்கு (w) சமம், எனவே மின்தூக்கி மேல்நோக்கிச் செல்லும்போது, அந்த நபரின் உடல் அதிக எடை கொண்டதாக உணரப்படுகிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், மின்தூக்கி மேல்நோக்கிச் செல்லும்போது, அந்த நபரின் தோற்ற எடை அதிகமாகிறது. அந்த நபர் ஒரு தராசில் நின்றுகொண்டிருந்தால், மின்தூக்கி மேல்நோக்கிச் செல்லும்போது, அந்தத் தராசு அந்த நபரின் நிறை அதிகமாக இருப்பதைக் காட்டும்.
(d) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.2
மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் (a) கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.2
லிஃப்ட்டின் இயக்க திசையிலான விசை நேர்மறையாகவும், லிஃப்ட்டின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையிலான விசை எதிர்மறையாகவும் இருக்கும்.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 நியூட்டன்
மின்தூக்கி கீழே இறங்கும்போது, அந்த நபரின் உடல் இலகுவாக உணர்கிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், மின்தூக்கி கீழே இறங்கும்போது, அந்த நபரின் தோற்ற எடை அதிகரிக்கிறது. அந்த நபர் ஒரு தராசில் நின்றால், மின்தூக்கி கீழே இறங்கும்போது, தராசு குறைந்த நிறையைக் காட்டும்.
(இ) தடையற்ற வீழ்ச்சி மின்தூக்கி
தடையற்ற வீழ்ச்சி மின்தூக்கி என்பது, மின்தூக்கி கீழ்நோக்கி நகரும் போது, அதன் முடுக்கம் (a) புவியீர்ப்பு முடுக்கத்திற்கு (g) சமமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, g = 10 மீ/வி²2 அப்போது a = 10 மீ/வி2
லிஃப்ட்டின் இயக்க திசையிலான விசை நேர்மறையாகவும், லிஃப்ட்டின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையிலான விசை எதிர்மறையாகவும் இருக்கும்.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
மின்தூக்கி தடையின்றி கீழே விழும்போது, ஒரு நபரின் தோற்ற எடை பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். வேறுவிதமாகக் கூறினால், அந்த நபர் தன்னை எடையற்றவராக உணர்வார். அந்த நபர் ஒரு தராசின் மீது நின்றுகொண்டிருந்தால், மின்தூக்கி கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது, அந்தத் தராசு அவரது நிறை பூஜ்ஜியம் என்று காட்டும். இந்த நிலை, புவியீர்ப்பு விசை இல்லாத ஓர் இடத்தில் இருப்பதைப் போன்றது.
2. 2000 கிலோகிராம் நிறையுள்ள தூக்கு ஆதரவு வடத்தின் மீதான இழுவிசையின் அளவைக் காண்க, எனில்:
(அ) அமைதியான மின்தூக்கி
(b) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.2
(c) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் மேல்நோக்கி நகர்கிறது.2
(ஈ) தடையற்ற வீழ்ச்சி மின்தூக்கி
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி² என எடுத்துக்கொள்வோம்.2
கலந்துரையாடல்
அது அறியப்படுகிறது :
தூக்கும் எடை (மீ) = 2000 கிலோ
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி2
தூக்கும் எடை (w) = mg = (2000)(10) = 20.000 நியூட்டன்கள்
ஜவாப் :
(அ) அமைதியான மின்தூக்கி
மின்தூக்கி ஓய்வு நிலையில் உள்ளது, முடுக்கம் இல்லை (a = 0).
மேல்நோக்கிச் செயல்படும் விசை நேர்மறையானது, கீழ்நோக்கிச் செயல்படும் விசை எதிர்மறையானது.
லிஃப்ட் அசையாமல் இருக்கும்போது, கயிற்றின் மீதான இழுவிசை (T) = லிஃப்ட்டின் எடை (w) = 20.000 நியூட்டன்கள்.
(b) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.2
மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் (a) கீழ்நோக்கி நகர்கிறது.2
லிஃப்ட்டின் இயக்க திசையிலான விசை நேர்மறையாகவும், லிஃப்ட்டின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையிலான விசை எதிர்மறையாகவும் இருக்கும்.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(5)
T = 20.000 – 10.000
T = 10.000 நியூட்டன்
மின்தூக்கி கீழே இறங்கும்போது, அது நிலையாக இருக்கும்போது இருப்பதை விட, கயிற்றின் மீதான இழுவிசை (T) குறைகிறது.
(c) மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் மேல்நோக்கி நகர்கிறது.2
மின்தூக்கி 5 மீ/வி² முடுக்கத்துடன் (a) மேல்நோக்கி நகர்கிறது.2
லிஃப்ட்டின் இயக்க திசையிலான விசை நேர்மறையாகவும், லிஃப்ட்டின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையிலான விசை எதிர்மறையாகவும் இருக்கும்.
T – w = ma
T = w + ma
T = 20.000 + (2000)(5)
T = 20.000 + 10.000
T = 30.000 நியூட்டன்
மின்தூக்கி மேல்நோக்கி நகரும்போது, அது நிலையாக இருக்கும் நேரத்தை விட கயிற்றின் மீதான இழுவிசை (T) அதிகமாகிறது.
(ஈ) தடையற்ற வீழ்ச்சி மின்தூக்கி
தடையற்ற வீழ்ச்சி மின்தூக்கி என்பது, மின்தூக்கி கீழ்நோக்கி நகரும் போது, அதன் முடுக்கம் (a) புவியீர்ப்பு முடுக்கத்திற்கு (g) சமமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, g = 10 மீ/வி²2 அப்போது a = 10 மீ/வி2
லிஃப்ட்டின் இயக்க திசையிலான விசை நேர்மறையாகவும், லிஃப்ட்டின் இயக்கத்திற்கு எதிர் திசையிலான விசை எதிர்மறையாகவும் இருக்கும்.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(10)
T = 20.000 – 20.000
டி = 0
ஒரு மின்தூக்கி தடையின்றி விழும்போது, கயிற்றின் இழுவிசை (T) சுழியாகிறது. கயிற்றின் இழுவிசை மின்தூக்கியின் எடைக்குச் சமமாக இருப்பதால், கயிற்றின் இழுவிசை சுழியாக இருக்கும்போது, மின்தூக்கியின் எடையும் சுழியாகத் தோன்றும். இந்த நிலை, ஒரு பொருள் ஈர்ப்பு விசை இல்லாத வெற்றிடத்திலோ அல்லது விண்வெளியிலோ இருக்கும்போது ஏற்படுவது போன்றது.
மின்தூக்கியில் நியூட்டனின் இயக்க விதிகளின் பயன்பாடு
3. 60 கிலோகிராம் நிறையுள்ள ஒருவர், 3 மீ /வி² முடுக்கத்துடன் கீழ்நோக்கிச் செல்லும் ஒரு மின்தூக்கியில் உள்ளார் . புவியீர்ப்பு முடுக்கம் 10 மீ /வி² எனில் , மின்தூக்கித் தளம் அவரின் மீது செலுத்தும் செங்குத்து விசையின் அளவு...
அ. 180 N
பி. 200 என்
சி. 340 என்
டி. 420 என்
கிழக்கு 600 வடக்கு
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
நிறை (மீ) = 60 கிலோ
நபர் மற்றும் மின்தூக்கியின் முடுக்கம் (a) = 3 மீ/வி2
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி2
புவியீர்ப்பு (w) = mg = (60)(10) = 600 நியூட்டன்கள்
கேட்கப்பட்டது: செங்குத்து விசை (நியூட்டன்)
பதில் :
மின்தூக்கியில் உள்ள ஒரு நபரின் மீது இரண்டு விசைகள் செயல்படுகின்றன, அவை புவியீர்ப்பு (w) மற்றும் மின்தூக்கித் தளம் அந்த நபரின் மீது செலுத்தும் செங்குத்து விசை (N) ஆகும். புவியீர்ப்பு, செங்குத்து விசை மற்றும் மின்தூக்கி முடுக்கம் என மூன்று திசையளவுகள் உள்ளன, இதில் புவியீர்ப்பு கீழ்நோக்கியும், செங்குத்து விசை மேல்நோக்கியும், மின்தூக்கி முடுக்கம் கீழ்நோக்கியும் திசையமைக்கப்படுகின்றன. கீழ்நோக்கிய திசையளவு நேர்மறை குறியீட்டையும், மேல்நோக்கிய திசையளவு எதிர்மறை குறியீட்டையும் கொண்டதாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 நியூட்டன்
சரியான விடை D ஆகும்.
4. 40 கிலோகிராம் நிறையுள்ள ரெஸா, மேல்நோக்கிச் செல்லும் ஒரு மின்தூக்கியில் இருக்கிறார். ரெஸாவின் பாதங்கள் மீது மின்தூக்கித் தளம் செலுத்தும் விசை 520 நியூட்டன் மற்றும் புவியீர்ப்பு முடுக்கம் 10 மீ/ வி² எனில், மின்தூக்கியின் முடுக்கம்...
அ. 1,0 மி.செ.-2
பி. 1,5 மி.செ.-2
சி. 2,0 மி.செ.-2
டி. 2,5 மி.செ.-2
இ. 3,0 மி.செ.-2
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
நிறை (மீ) = 40 கிலோ
செங்குத்து விசை (N) = 520 N
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி2
புவியீர்ப்பு விசை (w) = mg = (40)(10) = 400 N
கேட்கப்பட்டது: மின்தூக்கியின் முடுக்கம்
பதில் :
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 மீ/வி2
மின்தூக்கியின் முடுக்கம் 3 மீ/வி ஆகும்.2எதிர்மறை குறியீடு, மின்தூக்கி மேலே நகர்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
சரியான விடை E ஆகும்.
கேள்வி மூலம்:
மேல்நிலைப் பள்ளி/தொழிற்கல்வி உயர்நிலைப் பள்ளிக்கான தேசியத் தேர்வு இயற்பியல் கேள்விகள்