இயற்பியல் அளவுகள், அலகுகள், பரிமாணங்கள் – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

இயற்பியல் அளவுகள், அலகுகள், பரிமாணங்கள் – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

1.

மேற்கண்ட அட்டவணையின் அடிப்படையில், எந்த அளவுகளுக்கு உண்மையான அலகுகளும் பரிமாணங்களும் உள்ளன.

தீர்வு:

1) உந்தம்

உந்தத்தின் சமன்பாடு p = mv ஆகும்.

p = உந்தம், m = நிறை , v = திசைவேகம்

நிறையின் பரிமாணம் = M மற்றும் திசைவேகத்தின் பரிமாணம் = L/T = LT ^-1 , ஆகையால் உந்தத்தின் பரிமாணம் = MLT ^-1

உந்தத்தின் சர்வதேச அலகு = கி.கி மீ/வி = கி.கி மீ/வி ^-1

2) விசை

விசையின் சமன்பாடு F = ma

F = விசை, m = நிறை , a = முடுக்கம்

நிறையின் பரிமாணம் = M மற்றும் முடுக்கத்தின் பரிமாணம் = L/T² ⁼ LT⁻² ^, எனவே விசையின் பரிமாணம் MLT⁻² ஆகும்^.

விசையின் சர்வதேச அலகு kg m/s² ⁼ kg ms⁻² ^{ஆகும்.}

3) சக்தி

திறன் சமன்பாடு W = F d

W = வேலை, F = விசை, d = இடப்பெயர்வு

விசையின் பரிமாணம் MLT ^{-2 மற்றும்} இடப்பெயர்ச்சியின் பரிமாணம் L என்பதால், வேலையின் பரிமாணம் [M][L][T] ^-2 ஆகும் . [L] = [M][L] ² [T] ^-2

திறன் சமன்பாடு P = W/t

P = திறன், W = வேலை, t = நேரம்

வேலையின் பரிமாணம் = [M][L] ² [T] ^-2 மற்றும் நேரத்தின் பரிமாணம் = [T], அதனால் திறனின் பரிமாணம் = [M][L] ² [T] ^-2 / [T] = [M][L] ² [T] ^-2 [T] ^-1 = [M][L] ² [T] ^-3.

விசையின் சர்வதேச அலகு kg m ² /s ³ = kg m ² s ^{-3 ஆகும்.}

2. கீழேயுள்ள அட்டவணையின் அடிப்படையில், சரியான அலகுகள் மற்றும் பரிமாணங்களைக் கொண்ட அளவுகள் … ஆகும்.

தீர்வு:

உந்தத்தின் சமன்பாடு p = mv ஆகும்.

நிறையின் (m) அலகு கிலோகிராம் (kg) மற்றும் திசைவேகத்தின் (v) அலகு மீட்டர்/வினாடி (m/s) ஆகும். எனவே, உந்தத்தின் அலகு kg m/s² அல்லது kg m/s² ஆகும் . கிலோகிராம் என்பது நிறையின் பரிமாணம் [M], மீட்டர் என்பது நீளத்தின் அலகு [L], வினாடி என்பது நேரத்தின் அலகு [T] ஆகும். எனவே, உந்தத்தின் பரிமாணம் [M][L]/[T] அல்லது [M][L][T] ^⁻¹ ஆகும்.

விசையின் சமன்பாடு F = ma ஆகும்.

நிறையின் (m) அலகு கிலோகிராம் (kg) மற்றும் முடுக்கத்தின் (a) அலகு மீட்டர்/விநாடி² (m/s²) ஆகும். ^எனவே , விசையின் அலகு kg m/s² ^{அல்லது} kg ms⁻² ^{ஆகும்} . நிறையின் அலகு கிலோகிராம் ([M]), நீளத்தின் அலகு மீட்டர் ([L]), நேரத்தின் அலகு வினாடி ([T]) ஆகும். எனவே, விசையின் பரிமாணம் [M][L]/[T] ^² அல்லது [M][L][T] ^{⁻² ஆகும்.}

திறனின் சமன்பாடு P = W/t , வேலையின் சமன்பாடு W = F s , விசையின் சமன்பாடு F = m a .

நிறையின் அலகு கிலோகிராம் (kg), முடுக்கத்தின் அலகு மீட்டர்/விநாடி² (m/s² ) ஆகும், அதனால் விசையின் அலகு kg m/s² ஆகும் ^. இடப்பெயர்ச்சியின் அலகு மீட்டர் (m), விசையின் அலகு kg m/s² ஆகும், அதனால் வேலையின் அலகு ^kg m/s² ஆகும் ^{. xm} = kg m² ^/ s² ^. நேரத்தின் அலகு வினாடி (s), வேலையின் அலகு kg m² ^/ s² ^{ஆகும்} , அதனால் திறனின் அலகு kg m²/s² ஆகும் ^: s ⁼ kg m² ^/ s³ ^{அல்லது} kg ^m² s⁻³^.

நிறையின் அலகு கிலோகிராம் ([M] பரிமாணத்துடன்), நீளத்தின் அலகு மீட்டர் ([L] பரிமாணத்துடன்), நேரத்தின் அலகு வினாடி ([T] பரிமாணத்துடன்) ஆகும். ஆகையால், திறனின் பரிமாணம் [M][L] ^² /[T] ^³ அல்லது [M][L] ^² [T] ^⁻³ ஆகும்.

3. திறன் என்பது வேலை செய்யப்படும் வீதமாக நிர்ணயிக்கப்படுகிறது. அல்லது திறன் என்பது வேலைக்கும் நேர இடைவெளிக்கும் உள்ள விகிதமாகும். திறனின் பரிமாணத்தைக் கண்டறியவும்.

தீர்வு:

அதிகாரத்தின் சமன்பாடு:

W = வேலை, F = திறன், a = முடுக்கம், v = திசைவேகம், d = தொலைவு, t = நேர இடைவெளி

m = நிறை ( நிறையின் பரிமாணம் = M), d = தொலைவு (தொலைவின் பரிமாணம் = L), t = நேரம் (நேரத்தின் பரிமாணம் = T).

அதிகாரத்தின் பரிமாணம்:

1. பௌதீக அளவு என்பது என்ன?
   • பதில்: இயற்பியல் அளவு என்பது ஒரு பொருள் அல்லது அமைப்பின், அளவு நிர்ணயிக்கப்பட்டு கணக்கிடப்படக்கூடிய ஒரு பண்பு ஆகும். நிறை, நீளம், நேரம், வெப்பநிலை மற்றும் விசை ஆகியவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும்.
2. பௌதிக அளவுகளை அளவிடுவதில் அலகுகள் ஏன் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை?
   • பதில்: அலகுகள், ஒரு பௌதிக அளவின் மதிப்பை வெளிப்படுத்த ஒரு திட்டவட்டமான வழியை வழங்குகின்றன. அவை அளவீடுகளில் தெளிவு, துல்லியம் மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதிசெய்து, உலகெங்கிலும் உள்ள விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியாளர்களிடையே தெளிவான தகவல் பரிமாற்றத்திற்கும் புரிதலுக்கும் வழிவகுக்கின்றன.
3. அடிப்படை அளவுக்கும் வழி அளவுக்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன?
   • பதில்: அடிப்படை அளவுகள் என்பவை தன்னிச்சையாக நிர்ணயிக்கப்படும் அடிப்படை இயற்பியல் அளவுகள் ஆகும், மேலும் அவை மற்ற அளவீடுகளுக்கு அடித்தளமாக அமைகின்றன. நீளம், நிறை மற்றும் நேரம் ஆகியவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகள். பரப்பளவு (நீளம் x அகலம்) அல்லது திசைவேகம் (தூரம்/நேரம்) போன்றவை இந்த அடிப்படை அளவுகளின் சேர்வுகளிலிருந்து உருவாகும் வழி அளவுகள் ஆகும்.
4. பரிமாணங்கள் என்றால் என்ன? அவை பௌதிக அளவுகளுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொண்டுள்ளன?
   • பதில்: பரிமாணங்கள் என்பவை பௌதிக அளவுகளின் இயல்பையும் வகையையும் குறிக்கின்றன (எ.கா., நீளத்திற்கு [L], நிறைக்கு [M], நேரத்திற்கு [T]). ஒரு குறிப்பிட்ட பௌதிக அளவைக் குறிப்பதற்காக, அடிப்படை அளவுகள் உயர்த்தப்படும் அடுக்குகளை அவை குறிப்பிடுகின்றன.
5. ஒரு பௌதிக அளவின் “பரிமாண சூத்திரம்” என்பதன் பொருள் என்ன?
   • பதில்: பரிமாண சூத்திரம் என்பது ஒரு இயற்பியல் அளவிற்கும் அதன் அடிப்படைப் பரிமாணங்களுக்கும் இடையிலான தொடர்பை வெளிப்படுத்துவதாகும். எடுத்துக்காட்டாக, திசைவேகத்திற்கான பரிமாண சூத்திரம்: [LT^-1]திசைவேகம் என்பது நீளத்தை ([L]) நேரத்தால் ([T]) வகுப்பதன் மூலம் பெறப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
6. நவீன அறிவியல் மற்றும் பொறியியலில் SI (சர்வதேச அலகு முறை) அமைப்பின் முக்கியத்துவம் என்ன?
   • பதில்: SI அமைப்பானது, பௌதிக அளவுகளை அளவிடுவதற்கான, உலகளவில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட ஒரு தரநிலை அலகுகளின் தொகுப்பை வழங்குகிறது. இது சீரான தன்மையை உறுதிசெய்து, குழப்பங்களைக் குறைத்து, உலகெங்கிலும் உள்ள விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியாளர்களிடையே ஒத்துழைப்பைச் சாத்தியமாக்குகிறது.
7. ஸ்கேலார் அளவுக்கும் வெக்டர் அளவுக்கும் என்ன வேறுபாடு?
   • பதில்: ஒரு ஸ்கேலார் அளவு என்பது எண்மதிப்பை மட்டுமே கொண்டிருக்கும் (எ.கா., நிறை, வெப்பநிலை), ஆனால் ஒரு வெக்டார் அளவு என்பது எண்மதிப்பு மற்றும் திசை ஆகிய இரண்டையும் கொண்டிருக்கும் (எ.கா., திசைவேகம், விசை).
8. பௌதீக அளவுகளை அளப்பதற்கு நாம் ஏன் தன்னிச்சையான அலகுகளைப் பயன்படுத்த முடியாது?
   • பதில்: தன்னிச்சையான அலகுகளைப் பயன்படுத்துவது, அறிவியல் அளவீடுகள் மற்றும் கணக்கீடுகளில் குழப்பம், சீரற்ற தன்மை மற்றும் தவறான தகவல்தொடர்புக்கு வழிவகுக்கும். தரப்படுத்தப்பட்ட அலகுகள், அளவீடுகள் உலகளவில் புரிந்துகொள்ளக்கூடியதாகவும் ஒப்பிடக்கூடியதாகவும் இருப்பதை உறுதி செய்கின்றன.
9. இயற்பியலில் பரிமாணப் பகுப்பாய்வு எவ்வாறு பயனுள்ளதாக இருக்கும்?
   • பதில்: பரிமாணப் பகுப்பாய்வு, சமன்பாட்டின் இருபுறங்களிலும் உள்ள பரிமாணங்களின் ஒத்திசைவைச் சரிபார்ப்பதன் மூலம், இயற்பியல் சமன்பாடுகளின் சரியான தன்மையை உறுதிப்படுத்த உதவுகிறது. மேலும், வெவ்வேறு இயற்பியல் அளவுகளுக்கு இடையேயான தொடர்புகளை வருவிப்பதற்கும் இதைப் பயன்படுத்தலாம்.
10. ஒளிவிலகல் குறியீடு அல்லது உராய்வுக் குணகம் போன்ற சில அளவுகள் ஏன் பரிமாணமற்றவையாகக் கருதப்படுகின்றன?

• பதில்: பரிமாணமற்ற அளவுகள் என்பவை ஒத்த அளவுகளின் விகிதங்கள் ஆகும், எனவே அவற்றின் பரிமாணங்கள் ஒன்றுக்கொன்று நீக்கிக்கொள்ளும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒளிவிலகல் குறியீடு என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்திற்கும் ஒரு ஊடகத்தில் அதன் வேகத்திற்கும் உள்ள விகிதமாகும். இவை இரண்டும் வேகங்கள் என்பதால், அவற்றின் பரிமாணங்கள் ஒன்றுக்கொன்று நீக்கிக்கொண்டு, ஒளிவிலகல் குறியீட்டைப் பரிமாணமற்றதாக ஆக்குகின்றன.