10th Science - Book Back Answers - Physics Unit 1 - Tamil Medium Guides

 

SSLC / 10th - Science - Book Back Answers - Physics Unit 1 - Tamil Medium

Tamil Nadu Board 10th Standard  Science - Physics Unit 1: Book Back Answers and Solutions

    This post covers the book back answers and solutions for Unit 1 – Physics from the Tamil Nadu State Board 10th Standard  Science textbook. These detailed answers have been carefully prepared by our expert teachers at KalviTips.com.

    We have explained each answer in a simple, easy-to-understand format, highlighting important points step by step under the relevant subtopics. Students are advised to read and memorize these subtopics thoroughly. Once you understand the main concepts, you’ll be able to connect other related points with real-life examples and confidently present them in your tests and exams.

    By going through this material, you’ll gain a strong understanding of Physics Unit 1 along with the corresponding book back questions and answers (PDF format).

Question Types Covered:

• 1 Mark Questions: Choose the correct answer, Fill in the blanks, Identify the correct statement, Match the following 
• 2 Mark Questions: Answer briefly 
• 3, 4, and 5 Mark Questions: Answer in detail

All answers are presented in a clear and student-friendly manner, focusing on key points to help you score full marks.

All the best, Class 10 students! Prepare well and aim for top scores. Thank you!

Topic: இயக்க விதிகள்

I. சரியான விடையைத் தேர்ந்தெடு.

1. கீழ்க்கண்டவற்றுள் நிலைமம் எதனைச் சார்ந்தது?
அ) பொருளின் எடை
ஆ) கோளின் ஈர்ப்பு முடுக்கம்
இ) பொருளின் நிறை
ஈ) அ மற்றும் ஆ
விடைகுறிப்பு:
இ) பொருளின் நிறை

 2. கணத்தாக்கு கீழ்கண்டவற்றுள் எதற்குச் சமமானது?
அ) உந்த மாற்று வீதம்
ஆ) விசை மற்றும் காலமாற்ற வீதம்
இ) உந்த மாற்றம்
ஈ) நிறை வீத மாற்றம்
விடைகுறிப்பு:
இ) உந்த மாற்றம்

 

3. கீழ்கண்டவற்றுள் நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி எங்கு பயன்படுகிறது?
அ) ஓய்வுநிலையிலுள்ள பொருளில்
ஆ) இயக்க நிலையிலுள்ள பொருளில்
இ) அ மற்றும் ஆ
ஈ) சமநிறையுள்ள பொருட்களில் மட்டும்
விடைகுறிப்பு:
இ) அ மற்றும் ஆ)
 

4. உந்த மதிப்பைy அச்சிலும் காலத்தினை அச்சிலும் கொண்டு ஒரு வரைபடம் வரையப்படுகிறது. இவ்வரைபட சாய்வின் மதிப்பு
அ) கணத்தாக்கு விசை
ஆ) முடுக்கம்
இ) விசை
ஈ) விசை மாற்ற வீதம்
விடைகுறிப்பு:
இ) விசை

 

5. விசையின் சுழற்சி விளைவு கீழ்காணும் எந்த விளையாட்டில் பயன்படுகிறது?
அ) நீச்சல் போட்டி
ஆ) டென்னிஸ்
இ) சைக்கிள் பந்தயம்
ஈ) ஹாக்கி
விடைகுறிப்பு:
இ) சைக்கிள் பந்தயம்

 

6. புவிஈர்ப்பு முடுக்கம் -ன் அலகு ms-2 ஆகும். இது கீழ்காண் அலகுகளில் எதற்கு சமமாகும்?
அ) cms-1
ஆ) Nkg-1
இ) Nm² kg^-1
ஈ) cm²s^-2
விடைகுறிப்பு:
ஆ) Nkg-1

 

7. ஒரு கிலோ கிராம் எடை என்பது ………… ற்கு சமமாகும்.
அ) 9.8 டைன்
ஆ) 9.8 × 10⁴ N
இ) 98 × 10⁴ டைன்
ஈ) 980 டைன்
விடைகுறிப்பு:
இ) 98 × 10⁴ டைன்

 

8. புவியில் M நிறை கொண்ட பொருள் ஒன்று புவியின் ஆரத்தில் பாதி அளவு ஆரம் கொண்ட கோள் ஒன்றிற்கு எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது. அங்கு அதன் நிறை மதிப்பு
அ) 4M
ஆ) 2M
இ) M/4.
ஈ) M
விடைகுறிப்பு:
ஈ) M

9. நிறை மதிப்பு மாறாமல் புவியானது தனது ஆரத்தில் 50% சுருங்கினால் புவியில் பொருட்களின் எடையானது?
அ) 50% குறையும்
ஆ) 50% அதிகரிக்கும்
இ) 25% குறையும்
ஈ) 300% அதிகரிக்கும்
விடைகுறிப்பு:
ஈ) 300% அதிகரிக்கும்

10. ராக்கெட் ஏவுதலில் _____ விதி/கள் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
அ) நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி
ஆ) நியூட்டனின் பொது ஈர்ப்பியல் விதி
இ) நேர் கோட்டு உந்த மாறாக் கோட்பாடு
ஈ) அ மற்றும் இ
விடைகுறிப்பு:
ஈ) அ மற்றும் இ

II. கோடிட்ட இடங்களை நிரப்பு.

1. இடப்பெயர்ச்சி நிகழ்வதற்கு _____ தேவை.
விடைகுறிப்பு:
விசை

2. நகர்ந்து கொண்டு உள்ள ஊர்தியில் திடீர் தடை ஏற்பட்டால், பயணியர் முன் நோக்கி சாய்கின்றனர். இந்நிகழ்வு _____ மூலம் விளக்கப்படுகிறது.
விடைகுறிப்பு:
இயக்கத்தில் நிலைமம்

3. மரபுரீதியாக வலஞ்சுழி திருப்புத்திறன் _____ குறியிலும் இடஞ்சுழித் திருப்புத்திறன் குறியிலும் குறிக்கப்படுகிறது.
விடைகுறிப்பு:
எதிர், நேர்

4. மகிழுந்தின் சக்கரத்தின் சுழற்றி வேகத்தினை மாற்ற _____ பயன்படுகிறது.
விடைகுறிப்பு:
பற்சக்கரம்
 
5. 100 கி.கி நிறையுடைய மனிதனின் எடை புவிப்பரப்பில் _____ அளவாக இருக்கும்.
விடைகுறிப்பு:
980 N

 

III. சரியா? தவறா? (தவறு எனில் கூற்றினை திருத்துக)

1. துகள் அமைப்பில் ஏற்படும் நேர்க்கோட்டு உந்தம் எப்போதும் மாறிலியாகும்.
விடைகுறிப்பு:
தவறு. 

சரியான கூற்று: புற விசை செயல்படாத போது ஒரு அமைப்பின் நேர்க்கோட்டு உந்தம் மாறிலியாக இருக்கும்.

2. பொருளொன்றின் தோற்ற எடை எப்போதும் அதன் உண்மையான எடைக்கு சமமாக இருக்கும்.
விடைகுறிப்பு:
தவறு. 

சரியான கூற்று: பொருளொன்றின் தோற்ற எடை எப்போதும் அதன் உண்மையான எடைக்கு சமமாக இருக்காது.

3. பொருட்களின் எடை நில நடுக்கோட்டுப்பகுதியில் பெருமமாகவும், துருவப்பகுதியில் குறைவாகவும் இருக்கும்.
விடைகுறிப்பு:
தவறு. சரியான கூற்று: 

பொருட்களின் எடை நில நடுக்கோட்டுப் பகுதியில் குறைவாகவும், துருவப் பகுதியில் பெருமமாகவும் இருக்கும்.

4. திருகுமறை (Screw) ஒன்றினை குறைந்த கைப்பிடி உள்ள திருகுக் குறடு (Spanner) வைத்து திருகுதல், நீளமான கைப்பிடி கொண்ட திருகுக்குறடினை வைத்துத் திருகுதலை விட எளிதானதாகும்.
விடைகுறிப்பு:
தவறு. 

சரியான கூற்று: திருகுமறை (Screw) ஒன்றினை நீளமான கைப்பிடி உள்ள திருகுக் குறடு (Spanner) வைத்து திருகுதல், குறைந்த கைப்பிடி கொண்ட திருகுக் குறடினை வைத்துத் திருகுதலை விட எளிதானதாகும்.

5. புவியினை சுற்றி வரும் விண்வெளி மையத்தில் உள்ள விண்வெளி வீரர், புவிஈர்ப்பு விசை இல்லாததால் எடையிழப்பை உணர்கிறார்.  

விடைகுறிப்பு:

தவறு. 

சரியான கூற்று: புவியினை சுற்றி வரும் விண்வெளி மையத்தில் உள்ள விண்வெளி வீரரின் புவி ஈர்ப்பு முடுக்கம், விண்கல முடுக்கத்திற்கு சமமாக இருப்பதால் எடையிழப்பை உணர்கிறார்.

IV. பொருத்துக.

பகுதி 1		பகுதி II
அ	நியூட்டனின் முதல் விதி	ராக்கெட் ஏவுதலில் பயன்படுகிறது.
ஆ	நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி	பொருட்களின் சமநிலை
இ	நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி	விசையின் விதி
ஈ	நேர்க்கோட்டு உந்த அழிவின்மை விதி	பறவை பறத்தலில் பயன்படுகிறது

விடைகுறிப்பு: 

பகுதி 1		பகுதி II
அ	நியூட்டனின் முதல் விதி	பொருட்களின் சமநிலை
ஆ	நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி	விசையின் விதி
இ	நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி	பறவை பறத்தலில் பயன்படுகிறது.
ஈ	நேர்க்கோட்டு உந்த அழிவின்மை விதி	ராக்கெட் ஏவுதலில் பயன்படுகிறது.

V.  பின்வரும் வினாக்களில் கூற்றும் அதனையடுத்து காரணமும் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. பின்வருவனவற்றுள் எது சரியான தெரிவோ அதனைத் தெரிவு செய்க .

அ) கூற்றும் காரணமும் சரியாக பொருந்துகிறது. மேலும் காரணம் கூற்றை சரியாக விளக்குகிறது.
ஆ) கூற்றும் காரணமும் சரி, ஆனால் காரணம் கூற்றினை சரியாக விளக்கவில்லை.
இ) கூற்று சரியானது ஆனால் காரணம் தவறு
ஈ) கூற்று தவறானது. எனினும் காரணம் சரி.
1. கூற்று: வலஞ்சுழி திருப்புத்திறன்களின் மொத்த மதிப்பு, இடஞ்சுழி திருப்புத்திறன்களின் மொத்த மதிப்பிற்கு சமமானதாக இருக்கும். காரணம்: உந்த அழிவின்மை விதி என்பது புறவிசை மதிப்பு சுழியாக உள்ளபோது மட்டுமே சரியானதாக இருக்கும்.
விடைகுறிப்பு:
(ஆ) கூற்றும் காரணமும் சரி. ஆனால் காரணம் கூற்றினை சரியாக விளக்கவில்லை.
 
2. கூற்று: ‘g’ ன் மதிப்பு புவிப்பரப்பில் இருந்து உயர செல்லவும் புவிப்பரப்பிற்கு கீழே செல்லவும் குறையும்.
காரணம்: ‘g’ மதிப்பானது புவிப்பரப்பில் பொருளின் நிறையினைச் சார்ந்து அமைகிறது.
விடைகுறிப்பு:
(இ) கூற்று சரியானது ஆனால் காரணம் தவறு.

VI. சுருக்கமாக விடையளி

1. நிலைமம் என்பது யாது? அதன் வகைகள் யாவை?

விடைகுறிப்பு:
ஒவ்வொரு பொருளும் தன் மீது சமன் செய்யப்படாத புற விசை ஏதும் செயல்படாத வரையில், தமது ஓய்வு நிலையையோ, அல்லது சென்று கொண்டிருக்கும் நேர்க்கோட்டு இயக்க நிலையையோ மாற்றுவதை எதிர்க்கும் தன்மை ‘நிலைமம்’ என்றழைக்கப்படுகிறது.
நிலைமத்தின் வகைகள்:
• ஓய்வில் நிலைமம்:
• இயக்கத்தில் நிலைமம்:
• திசையில் நிலைமம்:

2. செயல்படும் திசை சார்ந்து விசையினை எவ்வாறு பிரிக்கலாம்?

விடைகுறிப்பு:
விசைகளை, அவை செயல்படும் திசை சார்ந்து கீழ்கண்டவாறு வகைப்படுத்தலாம்.
• ஒத்த இணைவிசைகள்
• மாறுபட்ட இணைவிசைகள்

3. 5N மற்றும் 15 N விசை மதிப்புடைய இரு விசைகள் எதிரெதிர் திசையில் ஒரே நேரத்தில் பொருள் மீது செயல்படுகின்றன. இவைகளின் தொகுபயன் விசை மதிப்பு யாது? எத்திசையில் அது செயல்படும்?

விடைகுறிப்பு:
F₁ =5N
F₂₌15N

இரு விசைகள் எதிரெதிர் திசையில் செயல்படுகின்றன
தொகுபயன் விசை, F= F₂ – F₁
 = 15N – 5N

= 10N.
தொகுபயன் விசை மதிப்பு 10N  மற்றும்15 N விசை மதிப்புடைய திசையில் செயல்படும்.

4. நிறை – எடை, இவற்றை வேறுபடுத்துக.

விடைகுறிப்பு:

நிறை		எடை
1.	நிறை என்பது பொருட்களின் அடிப்படை பண்பாகும்.	ஒரு பொருளின் மீது செயல்படும் ஈர்ப்பு விசையின் மதிப்பு அப்பொருளின் எடை ஆகும்
2	இதன் அலகு கிலோகிராம்(Kg) ஆகும்.	இதன் அலகு நியூட்டன்(N) ஆகும்.
3	இடத்திற்கு இடம் மாறுபடாது	இடத்திற்கு இடம் எடையின் மதிப்பு மாறுபடும்

5. இரட்டையின் திருப்புத்திறன் வரையறு.
விடைகுறிப்பு:

இரட்டைகளின் தொகுபயன்விசை மதிப்பு சுழியாதலால் இவை நேர்க்கோட்டு இயக்கதினை ஏற்படுத்தாது. ஆனால் சுழல்விளை வினை ஏற்படுத்தும். இதை இரட்டைகளின் திருப்புத்திறன்
என்றழைக்கிறோம்.

6. திருப்புத்திறன் தத்துவம் வரையறு

விடைகுறிப்பு:
சமநிலையில் உள்ள போது ஒரு புள்ளியின் மீது செயல்படும் அனைத்து விசைகளின் திருப்புத்திறன்களின் கூடுதல் சுழிக்கு சமமாகும்.

7. நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியினை கூறு.
விடைகுறிப்பு:

பொருள் ஒன்றின் மீது செயல்படும் விசையானது அப்பொருளின் உந்த மாறுபாட்டு வீதத்திற்கு நேர்தகவில் அமையும். மேலும் இந்த உந்த மாறுபாடு விசையின் திசையிலேயே அமையும்.

8. பெரிய வாகனங்களில் திருகுமறைகளை (nuts) சுழற்றி இறுக்கம் செய்ய நீளமான கைப்பிடிகள் கொண்ட திருகுக்குறடு (spanner)
பயன்படுத்தப்படுவது ஏன்?
விடைகுறிப்பு:

திருக்குறடு நீளமான கைப்பிடியை கொண்டதாக இருப்பதால் சிறிதளவே திருப்புத்திறன் விசையை செலுத்து பயன்பாட்டை எளிதாக்கலாம்.
விசையின் திருப்புத்திறன் = F × d

9. கிரிகெட் விளையாட்டில் மேலிருந்து விழும் பந்தினை பிடிக்கும்போது, விளையாட்டு வீரர் தம் கையினை பின்னோக்கி இழுப்பது ஏன்?

விடைகுறிப்பு:
9. கிரிகெட் விளையாட்டில் வேகமாக வரும் பந்தினை பிடிக்கதம் கையினை பின்னோக்கி இழுக்கிறார். இதனால் அவர் மோதல் காலத்தை அதிகரிக்கிறார். இது அவரது கையில் பந்து ஏற்படுத்தும் கணதாக்குகு விசையின் அளவைக் குறைக்கிறது.

10. விண்கலத்தில் உள்ள விண்வெளி வீரர் எவ்வாறு மிதக்கிறார்?

விடைகுறிப்பு:
விண்கலம் மிக அதிக சுற்றியக்க திசைவேகத்தில் நகர்ந்து கொண்டிருக்கிறது. அவர் அக்கலத்துடன் இணைந்து சம வேகத்தில் நகர்கிறார். அவரது முக்கம் விண்கல முக்கத்திற்கு சமமாக இருப்பதால் அவர் தடையின்றி விழும் நிலையில் உள்ளார். அவர் அவரது தோற்ற எடை சுழியாகும். எனேவ அவர் அக்கலத்துடன் எடையற்ற நிலையில் காணப்படுகிறார். உண்மையில் அவர் மிதப்பதில்லை.

VII. கணக்கீடுகள்.

1. இருபொருட்களின் நிறை விகிதம் 3:4. அதிக நிறையுடைய பொருள் மீது விசையொன்று செயல்பட்டு 12 ms^-2  மதிப்பில் அதை முடுக்குவித்தால், அதே விசை கொண்டு மற்ற பொருளை முடுக்குவிக்க தேவைப்படும் முடுக்கம் யாது?
விடைகுறிப்பு:

 
கொடுக்கப்பட்டவை:
இரு பொருட்களின் நிறை விகிதம் 3 : 4
சிறிய பொருளின் நிறை = m₁ = 3 kg எனவும்,
பெரிய பொருளின் நிறை = m₂ = 4 kg எனவும் கருதுக.
அதிக நிறையுடைய பெரிய பொருள் மீது விசை செயல்படுவதால் ஏற்படும் முடுக்கம், a₂ = 12 ms^-2  கண்டறிய: சிறிய பொருளின் மீதான குறைந்த விசை a1 = ?
தீர்வு:
நியூட்டனின் இரண்டாம் விதிப்படி,

F=m x a

F₁=m₁a₁

F₁=3a₁

F₂=m₂a₂

F₂=4 x 12=48N

நியூட்டனின் மூன்றாம் இயக்க விதிப்படி,
F₁ = -F₂,
3a₁ = -48 ∴ a₁ = $-\frac{48}{3}$ = -16 ms^-2
சிறிய பொருளை முடுக்குவிக்க தேவைப்படும் முடுக்கம் : 16 ms^-2

2. 1 கிகி நிறையுடைய பந்து ஒன்று 10 மீவி^-1 திசைவேகத்தில் தரையின் மீது விழுகிறது. மோதலுக்கு பின் ஆற்றல் மாற்றமின்றி, அதே வேகத்தில் மீண்டும் உயரச்செல்கிறது எனில் அப்பந்தில் ஏற்படும் உந்த மாற்றத்தினை கணக்கிடுக.
விடைகுறிப்பு:

கொடுக்கப்பட்டவை:
நிறை (m) = 1 கிகி
தொடக்க திசைவேகம் u = 10 மீவி^-1
இறுதி திசைவேகம் v = -10 மீவி^-1
கண்டறிய: பந்தில் ஏற்படும் உந்தமாற்றம்
= ?
தீர்வு: 

மோதலுக்கு முன் உந்தம்
= mu = 1 × 10
= 10 கிகி மீவி^-1
மோதலுக்கு பின் உந்தம்
= mv = -(1 × 10)
= – 10 கிகி மீவி^-1
உந்த மாற்றம் = mv- mu
= – 10 – 10 கிகி மீவி^-1
= – 20 கிகி மீவி^-1
 
3. இயந்திரப் பணியாளர் ஒருவர் 40 cm கைப்பிடி நீளம் உடைய திருகுக்குறடு கொண்டு 140 N விசை மூலம் திருகு மறை ஒன்றை கழற்றுகிறார். 40 N விசை கொண்டு அதே திருகு மறையினை கழற்ற எவ்வளவு நீள கைப்பிடி கொண்ட திருகுக்குறடு தேவை?
விடைகுறிப்பு:

 
கொடுக்கப்பட்டவை:
விசை F₁ = 140 N
நீளம் L₁  = 40 cm = 40 × 10-2m
விசை F₂= 40N
நீளம் L₂ = ?
கண்ட றிய: 

F₁ × L₂ = F₂ × L₂
திருகுக்குறடின் நீளம் ${\mathrm{L}}_2=\frac{{\mathrm{F}}_1\times {\mathrm{L}}_1}{{\mathrm{F}}_2}$

தீர்வு:

${\mathrm{L}}_2=\frac{140\times 40\times {10}^{-2}}{40}$ =140x10^–2
நீளம் L₂= 1.4 m

4. இரு கோள்களின் நிறை விகிதம் முரையே 2:5, அவைகளின் ஆர விகிதம் முறையே 4:7 எனில், அவற்றின் ஈர்ப்பு முடுக்கம்
விகிதத்தை கணக்கிடுக.
விடைகுறிப்பு:

கொடுக்கப்பட்டவை:
இரு கோள்களின் நிறை விகிதம் 2 : 5
m₁ : m₂  = 2 : 5
ஆரவிகிதம் = 4 : 7
r₁ : r₂  = 4 : 7
சிறிய பொருளின் நிறை m₁ = 2 kg
பெரிய பொருளின் நிறை m₂ = 5 kg
கண்டறிய:
புவி ஈர்ப்பு முடுக்க விகிதம் g₁ : g₂ = ?
தீர்வு:

 

g₁ : g₂ = 49:40

 

 

VIII. விரிவாக விடையளி.

1. நிலைமத்தின் பல்வேறு வகைகளை எடுத்துக்காட்டுகளுடன் விளக்குக.
விடைகுறிப்பு:

 
நிலைமத்தின் வகைகள்:

அ) ஓய்வில் நிலைமம்:

• நிலையாக உள்ள ஒவ்வொரு பொருளும் தமது ஓய்வு நிலை மாற்றத்தை எதிர்க்கும் பண்பு ஓய்வில் நிலைமம் எனப்படும்.

ஆ) இயக்கத்தில் நிலைமம்:

• இயக்க நிலையில் உள்ள பொருள், தமது இயக்க நிலை மாற்றத்தை எதிர்க்கும் பண்பு இயக்கத்தில் நிலைமம் எனப்படும்.

இ) திசையில் நிலைமம்:

• இயக்க நிலையில் உள்ள பொருள், இயங்கும் திசையில் இருந்து மாறாது, திசை மாற்றத்தினை எதிர்க்கும் பண்பு திசையில் நிலைமம் எனப்படும்.

நிலைமத்திற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

• நீளம் தாண்டுதல் போட்டியில் உள்ள போட்டியாளர் நீண்ட தூரம் தாண்டுவதற்காக, தாம் தாண்டும்முன் சிறிது தூரம் ஓடுவதற்கு காரணம் இயக்கத்திற்கான நிலைமம் ஆகும்.
• ஓடும் மகிழுந்து வளைபாதையில் செல்லும் போது பயணியர், ஒரு பக்கமாக சாயக் காரணம் திசைக்கான நிலைமம் ஆகும்.
• கிளைகளை உலுக்கிய பின் மரத்திலிருந்து கீழே விழும் இலைகள், பழுத்தபின் விழும் பழங்கள் இவை யாவும் ஓய்விற்கான நிலைமத்திற்கு எடுத்துகாட்டாகும்

2. நியூட்டனின் இயக்கத்திற்கான விதிகளை விளக்கு.

விடைகுறிப்பு:

 
நியூட்டனின் முதல் விதி

• ஒவ்வொரு பொருளும் புறவிசை ஏதும் செயல்படாத வரையில், தமது ஓய்வு நிலையிலோ அல்லது சீராக இயங்கிக் கொண்டிருக்கும் நேர்க்கோட்டு நிலையிலோ தொடர்ந்து இருக்கும்.

நியூட்டனின் இரண்டாம் இயக்க விதி

• பொருள் ஒன்றின் மீது செயல்படும் விசையானது அப்பொருளின் உந்த மாறுபாட்டு வீதத்திற்கு நேர் தகவில் அமையும். மேலும் இந்த உந்த மாறுபாடு விசையின் திசையிலேயே அமையும்.

நியூட்டனின் மூன்றாம் இயக்க விதி

• ஒவ்வொரு விசைக்கும் சமமான எதிர் விசை உண்டு. விசையும் எதிர்விசையும் எப்போதும் இரு வேறு பொருள்கள் மீது செயல்படும

3. விசையின் சமன்பாட்டை நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி மூலம் தருவி.

விடைகுறிப்பு:

• பொருள் ஒன்றின் மீது செயல்படும் விசையானது அப்பொருளின் உந்த மாறுபாட்டு வீதத்திற்கு நேர்தகவில் அமையும். மேலும் இந்த உந்த மாறுபாடு விசையின் திசையிலேயே அமையும். இவ்விதி விசையின் எண்மதிப்பை அளவிட உதவுகிறது. எனவே இதை ‘விசையின் விதி’ என்றும் அழைக்கலாம்.

விசைக்கான சமன்பாட்டை கீழ்க் கண்டவாறு தருவிக்கலாம்.

• m நிறை மதிப்புடைய பொருள் ஒன்று u என்ற ஆரம்ப திசைவேகத்தில் நேர்க்கோட்டு இயக்கத்தில் உள்ளதென கொள்வோம். t என்ற கால இடைவெளியில் F என்ற சமன் செயப்படாத புற விசையின் தாக்கத்தால், அதன் வேகம் v என்று மாற்றமடைகிறது.

பொருளின் ஆரம்ப உந்தம் P_i  = mu
இறுதி உந்தம் P_f = mv
உந்தமாறுபாடு Δp = P_f – P_i= mv – mu
நியூட்டனின் இரண்டாம் இயக்க விதிப்படி
விசை F α உந்த மாற்றம்/ காலம்
F α (mv – mu) /t
F = K m (v- u)/t
K என்பது விகித மாறிலி ; K=1 (அனைத்து அலகு முறைகளிலும்) எனவே
F = (mv – mu) /t ………. (1)
முடுக்கம் = திசை வேகமாற்றம்/ காலம் ;
a = (v – u)/t எனவே
F = m × a ………………(2)
விசை = நிறை x முடுக்கம்

4. உந்தமாறாக் கோட்பாட்டை கூறி அதனை மெய்ப்பிக்க.
விடைகுறிப்பு:

• புற விசை ஏதும் தாக்காத வரையில் ஒரு பொருள் அல்லது ஓர் அமைப்பின் மீது செயல்படும் மொத்த நேர்க்கோட்டு உந்தம் மாறாமல் இருக்கும்.

• நேர்க்கோட்டு உந்த அழிவின்மை விதியினை கீழ் கண்ட ஒரு எடுத்துக்காட்டின் மூலம் நிரூபிக்கலாம்.

• A மற்றும் B என்ற இருபொருட்களின் நிறைகள் முறையே m₁ மற்றும் m₂ என்க. அவை நேர்க்கோட்டில் பயணிப்பதாக கொள்வோம். u₁ மற்றும் u₂ என்பவை அவற்றின் ஆரம்ப திசை வேகங்களாக கொள்வோம்.

• பொருள் A னது, B ஐ விட அதிக திசைவேகத்தில் செல்வதாக கருதுவோம். (u₁ > u₂) ‘t’ என்ற கால இடைவெளியில் பொருள் A னது, B மீது மோதலை ஏற்படுத்துகிறது.மோதலுக்குப் பிறகு அப்பொருள்கள் அதே நேர்க்கோட்டில் v₁ மற்றும் v₂ திசைவேகத்தில் பயணிப்பதாக கொள்வோம்.

• நியூட்டனின் இரண்டாம் விதிப்படி B யின் மீது A செயல்படுத்தும் விசை FA = m₁ (v₁ – u₁)/t அதேபோல் 
• Aயின் மீது B செயல்படுத்தும் விசை FB = m₁ (v₁ – u₁)/t

• நியூட்டனின் மூன்றாம் விதிப்படி A ன் மீது செயல்படும் விசையானது Bன் மீது செயல்படும் எதிர்விசைக்கு சமம்.

• விசை = எதிர்விசை

FB = – FA
m₁ (v₁ – u₁)/t = – m₁ (v₁ – u₁)/t
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁u₁ + m₁u₁

• மேற்காண் சமன்பாடு, இந்நிகழ்வில் வெளிவிசையின் தாக்கம் எதும் இல்லாத போது, மோதலுக்கு பின் உள்ள மொத்த உந்த மதிப்பு, மோதலுக்கு முன் உள்ள மொத்த உந்த மதிப்பிற்கு சமம் என்பதை காட்டுகிறது. இது பொருளின் மீது செயல்படும் மொத்த உந்தம் ஒரு மாறிலி என்ற நேர்க்கோட்டு உந்த அழிவின்மை விதியினை நிரூபிக்கிறது.

5. ராக்கெட் ஏவுதலை விளக்குக.

விடைகுறிப்பு:

• ராக்கெட் ஏவுதலில் நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி மற்றும் நேர்க்கோட்டு உந்த அழிவின்மை விதி, இவை இரண்டும் பயன்படுகின்றன. 
• ராக்கெட்டுகளில் உந்து கலனில்(propellant tank) எரி பொருள்கள் (திரவ அல்லது திட)நிரப்பப்படுகின்றன. 
• அவை எரியூட்டப்பட்டதும், வெப்ப வாயுக்கள் ராக்கெட்டின் வால் பகுதியில் இருந்து அதிக திசைவேகத்தில் வெளியேறுகின்றன. 
• அவை மிக அதிக உந்தத்தை உருவாக்குகின்றன. 
• இந்த உந்தத்தை சமன் செய்ய, அதற்கு சமமான எதிர் உந்துவிசை எரிகூடத்தில்(combustion chamber) உருவாகி, ராக்கெட் மிகுந்த வேகத்துடன் முன்னோக்கி பாய்கிறது.

• ராக்கெட் உயர பயணிக்கும் போது அதில் உள்ள எரிபொருள் முழுவதும் எரியும்வரை அதன் நிறை படிப்படியாக குறைகிறது. 
• உந்த அழிவின்மை விதியின் படி நிறை குறைய குறைய, அதன் திசைவேகம் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்தில் ராக்கெட்டானது புவியின் ஈர்ப்பு விசையினை தவிர்த்து விட்டு செல்லும் வகையில், அதன் திசைவேக மதிப்பு உச்சத்தை அடைகிறது. இது விடுபடு வேகம்(escape speed) எனப்படுகிறது.

6. பொது ஈர்ப்பியல் விதியினை கூறுக. அதன் கணிதவியல் சூத்திரத்தை தருவிக்க.

விடைகுறிப்பு:

• அண்டத்தில் உள்ள பொருட்களின் ஒவ்வோர் துகளும் பிற துகளை ஒரு குறிப்பிட்ட விசை மதிப்பில் ஈர்க்கிறது. அவ்விசையானது அவைகளின் நிறைகளின் பெருக்கற்பலனுக்கு நேர்விகிதத்திலும், அவைகளின் மையங்களுக்கிடையே உள்ள தொலைவின் இருமடிக்கு எதிர்விகிதத்திலும் இருக்கும். மேலும் இவ்விசை நிறைகளின் இணைப்புக் கோட்டின் வழியே செயல்படும்.

• இவ்விசை எப்போதும் ஈர்ப்பு விசையாகும். இவ்விசை, நிறைகள் அமைந்துள்ள ஊடகத்தை சார்ந்தது அல்ல.

• m₁ மற்றும் m₂ என்ற நிறையுடைய இரு பொருள்கள் r என்ற தொலைவில் வைக்கப்பட்டுள்ளதாக கருதுவோம். இவற்றிற்கிடையே உள்ள ஈர்ப்பு விசை F ஆனது, பொது ஈர்ப்பியல் விதிப்படி

• இரு நிறைகளுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு விசை

Force F α m₁ × m₂
F α 1/r²

இவை இரண்டையும் இணைத்து

F α G m₁ m₂/r²
F = G m₁ m₂/r²

G என்பது ஈர்ப்பியல் மாறிலி. இதன் மதிப்பு (SIஅலகுகளில்) 

6.674 × 10^-11 N m² kg^–2

7. பொது ஈர்ப்பியல் விதியின் பயன்பாட்டினை விவரி.
விடைகுறிப்பு:

• அண்டத்தில் உள்ள விண்பொருட்களின் பரிமாணங்களை அளவிட பொது ஈர்ப்பியல் விதி பயன்படுகிறது. 
• புவியின் நிறை, ஆரம், புவி ஈர்ப்பு முடுக்கம் முதலியனவற்றை துல்லியமாக கணக்கிட இவ்விதி பயன்படுகிறது.
• புதிய விண்மீன்கள் மற்றும் கோள்களை கண்டுபிடிக்க இவ்விதி உதவுகிறது.
• சில நேரங்களில் சீரற்ற நகர்வு அருகில் உள்ள கோள்களின் இயக்கத்தை பாதிக்கும். 
• அந்நேரங்கள் அவ்விண்மீன்களின் நிறையினை அளவிட இவ்விதி பயன்படுகிறது.
• தாவரங்களின் வேர் முளைத்தல் மற்றும் வளர்ச்சி புவியின் ஈர்ப்பு விசை சார்ந்து அமைவது “புவிதிசை சார்பியக்கம்” என்றழைக்கப்படுகிறது.
• விண்பொருட்களின் பாதையினை வரையறை செய்வதற்கு இவ்விதி பயன்படுகிறது.

 

 

IX.  உயர்சிந்தனைக்கான வினாக்கள்.

1. 8 கிகி மற்றும் 2 கிகி நிறையுடைய இரு பொருள்கள் வழவழுப்பாக உள்ள பரப்பில் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொண்டுள்ளன. அவை 15N அளவிலான கிடைமட்ட விசை கொண்டு நகர்த்தப்படுகின்றன எனில், 2 கிகி நிறையுடைய பொருள் பெரும் விசையினை கணக்கிடுக.
விடைகுறிப்பு:

 
கொடுக்கப்பட்டவை: 
முதல் பொருளின் நிறை m₁ = 8 கிகி
இரண்டாம் பொருளின் நிறை m₂ = 2 கிகி
மொத்த நிறை m = m₁ + m₂
∴ m = 8 + 2 = 10 கிகி
விசை F₁ = 15N
கண்டறிய: 

2 கி.கி நிறையுடைய பொருள் பெறும் விசை F₂=?
தீர்வு: 

விசை F₁ = நிறை × முடுக்கம் = ma
F₁ = 10 × a
∴ a = $\frac{F_1}{10}=\frac{15}{10}$= 1.5 ms^-2
2 கிகி நிறையுடைய பொருள் பெறும் விசை,
F₂ = m₂a = 2 × 1.5 = 3N
2 கிகி நிறையுடைய பொருள் பெறும் விசை = 3N
 
2. கன உந்து (Heavy vehicle) ஒன்றும் இரு சக்கர வாகனம் ஒன்றும் சம இயக்க ஆற்றலுடன் பயணிக்கின்றன. கன உந்தின் நிறையானது இரு சக்கர வாகன நிறையினை விட நான்கு மடங்கு அதிகம் எனில், இவைகளுக்கிடையே உள்ள உந்த வீதத்தை
கணக்கிடுக.
விடைகுறிப்பு:

 
கொடுக்கப்பட்டவை:
கன உந்து (Truck) இயக்க ஆற்றல் = இருசக்கர வாகன (bike) இயக்க ஆற்றல்
 $\frac{1}{2}{\mathrm{m}}_{\mathrm{t}}{\mathrm{v}}_2^{\mathrm{t}}=\frac{1}{2}{\mathrm{m}}_{\mathrm{b}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{b}}^{\mathrm{2 \; ............(1)}}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{t}}=4{\mathrm{m}}_{\mathrm{b \; .........(2)}}$
சமன்.(2) ஐ (1) ல் பிரதியிட

$\frac{1}{2}4{\mathrm{m}}_{\mathrm{b}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{m}}_{\mathrm{b}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{b}}^2$

$4{\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}^2={\mathrm{v}}_{\mathrm{b}}^2$

${\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}^2=\frac{1}{4}{\mathrm{v}}_{\mathrm{b}}^2$

${\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}=\frac{1}{2}{\mathrm{v}}_{\mathrm{b \; ............(3)}}$
கண்டறிய: 

உந்தவீதம் = ?
$\therefore {\mathrm{m}}_{\mathrm{t}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}:{\mathrm{m}}_{\mathrm{b}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{b}}$

$\frac{{\mathrm{P}}_{\mathrm{truck}}}{{\mathrm{P}}_{\mathrm{bike}}}=\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{t}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{t}}}{{\mathrm{m}}_{\mathrm{b}}{\mathrm{v}}_{\mathrm{b}}}=4\times \frac{1}{2}=\frac{2}{1}$

$\frac{{\mathrm{P}}_{\mathrm{bike}}}{{\mathrm{P}}_{\mathrm{truck}}}=\frac{1}{2}$

3. பயணத்தின் போது தலைக்கவசம் அணிவதும் இருக்கைப்பட்டை அணிவதும் நமக்கு பாதுகாப்பான பயணத்தை அளிக்கும். இக்கூற்றினை நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் கொண்டு நியாப்படுத்துக.
விடைகுறிப்பு:
1. பயணத்தின்போது, திடீரென நிற்கும்போது, உடல் ஓய்வு நிலைக்கு வர முடியாமல் முன்னோக்கி செல்லும்.
2. இங்கு நியூட்டனின் நிலைமம் விதி செயல்படு கிறது. முன்னோக்கி சாய்வதை தடுக்க இருக்கைப்பட்டை அணிவது அவசியம்.
3. வாகனத்திலிருந்து திடீரென கீழே விழும்போது தலை தரையில் மோதுவதை தடுக்க தலைக்கவசம் அணிகிறோம். இங்கு நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி பயன்படுகிறது.
4. தலைக்கவசம் இல்லையெனில் விழும்போது எதிர்விசையில் தலையில் காயம் ஏற்படும்.