வகுப்பு 12 — தவணை 1

விஞ்ஞான முறையும் பௌதிகவியலின் நோக்கெல்லையும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• கருதுகோள் vs கோட்பாடு vs விதி: கருதுகோள் என்பது தற்காலிக சோதனை முன்மொழிவு; கோட்பாடு என்பது பரந்த அறிவியல் விளக்கம்; விதி என்பது இயற்கையான கணித சுருக்க அறிக்கை.
• மீள்தன்மை vs மறுஉருவாக்கத்தன்மை: ஒரே ஆய்வாளர் ஒரே உபகரணங்களைக் கொண்டு பெறும் நிலைத்தன்மை மற்றும் வெவ்வேறு ஆய்வகங்களில் பெறப்படும் ஒத்த முடிவுகள்.
• பொய்ப்பிக்கக்கூடிய தன்மை: ஓர் அறிவியல் கூற்று பரிசோதனை ரீதியாக தவறென நிரூபிக்கும் சாத்தியத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

பரிசோதனைப் பௌதிகவியலில் விஞ்ஞான முறையின்படி, விஞ்ஞான கருதுகோள் (hypothesis) மற்றும் நிறுவப்பட்ட பௌதிக விதி (physical law) ஆகியவற்றுக்கிடையிலான வேறுபாட்டைச் சரியாகக் குறிக்கும் கூற்று எது?

1. A. A hypothesis mathematically unifies all four fundamental forces, whereas a physical law is purely qualitative without mathematical equations
2. B. A physical law can never be refuted or modified by any future observational evidence, whereas a hypothesis cannot be tested experimentally
3. C. A hypothesis is universally true under all cosmic conditions, whereas a physical law is only valid in microscopic quantum systems
4. D. A hypothesis is a tentative proposed explanation awaiting experimental verification, whereas a physical law summarizes consistent, universally validated empirical relationships

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

பௌதிகக் கணியங்களும் சர்வதேச (SI) அலகுகளும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• அலகு எழுதும் விதிமுறைகள்: அலகுகளின் குறியீடுகளை பன்மையில் எழுதக்கூடாது (10 kg மட்டுமே, 10 kgs அல்ல); எண்ணிற்கும் அலகுக்கும் இடையில் இடைவெளி விட வேண்டும் (5 m).
• செல்சியஸ் - கெல்வின் மாற்றம்: T(K) = θ(°C) + 273.15; வெப்பநிலை வேறுபாட்டில் 1 K = 1 °C (ΔT = Δθ).
• அடிப்படை அலகுகளாக மாற்றுதல்: சமன்பாடுகளை ஒப்பிடும் போது அடிப்படை அலகுகளாக மாற்றி சரிபார்க்கவும் (1 Pa = 1 N/m² = 1 kg·m⁻¹·s⁻²).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

பிளாங்கின் மாறிலியின் (h) SI அடிப்படை அலகுகளைக் குறிப்பது பின்வருவனவற்றுள் எது?

1. A. kg m² s⁻¹
2. B. kg m⁻¹ s⁻¹
3. C. kg m² s⁻²
4. D. kg m s⁻²

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

பரிமாணங்களும் பரிமாணப் பகுப்பாய்வும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• நினைவில் கொள்ள வேண்டிய முக்கிய பரிமாணங்கள்: விசை = [M L T⁻²], வேலை/சக்தி = [M L² T⁻²], வலு = [M L² T⁻³], அமுக்கம் = [M L⁻¹ T⁻²], பாகுத்தன்மைக் குணகம் η = [M L⁻¹ T⁻¹], மேற்பரப்பிழுவை = [M T⁻²].
• பரிமாணமற்ற கணியங்கள்: விகாரம், முறிவுச்சுட்டி, சார்படர்த்தி, கோணம் அனைத்தும் [M⁰ L⁰ T⁰] = 1 ஆகும்.
• பரிமாண ரீதியாக சரியானது என்பது பௌதிக ரீதியாக உண்மையாவதற்கு அவசியமானது ஆனால் போதுமான நிபந்தனையல்ல.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

பாய்ஸுலின் சூத்திரம் மற்றும் ஸ்டோக்சின் விதியின்படி, பாகுநிலைக் குணகத்தின் (η) பரிமாணம் யாது?

1. A. [M L⁻¹ T⁻¹]
2. B. [M L T⁻²]
3. C. [M L² T⁻¹]
4. D. [M L⁻¹ T⁻²]

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

அளக்கும் கருவிகளும் வழுக்களும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• சதவீத வழுவைக் குறைத்தல்: அளவிடப்படும் கணியம் கருவியின் இழிவெண்ணிக்கையை விட பல மடங்கு அதிகமாக இருக்குமாறு தெரிவுசெய்தல் (எ.கா: 100 தாள்களின் தடிப்பை அளத்தல்).
• ராச்செட் பொறிமுறை: ஒரே சீரான அமுக்கத்தைப் பேணவும் மாதிரியின் உருக்குலைவைத் தடுக்கவும் பயன்படுகிறது.
• பின்னடைவு வழு: திருகு இழைகளின் தேய்மானத்தால் ஏற்படுகிறது; திருகை ஒரே திசையில் சுழற்றுவதன் மூலம் தவிர்க்கலாம்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

திருகு அளவியின் சுருள் இடைதூரம் 0.50 mm மற்றும் வட்டப் பிரிவுகளின் எண்ணிக்கை 50. தாடைகள் இணையும்போது சுழிப் பிழை -0.02 mm (-2 பிரிவுகள்) ஆகும். கம்பியின் விட்டத்தை அளக்கும்போது பிரதான அளவிடை 2.50 mm மற்றும் வட்ட அளவிடை 36 பிரிவுகளைக் காட்டுகிறது. கம்பியின் செப்பஞ்செய்த விட்டம் யாது?

1. A. 2.84 mm
2. B. 2.88 mm
3. C. 2.90 mm
4. D. 2.86 mm

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

காவி அளவுகளும் காவிக் கூறுகளாக்கலும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• அலகு காவிகள்: î · î = 1, î · ĵ = 0; î × ĵ = k̂, ĵ × k̂ = î, î × î = 0.
• சார்பு வேகம்: B சார்பாக A இன் வேகம்: v_AB = v_A - v_B ஆகும்.
• லாமியின் தேற்றம்: ஒரு புள்ளியில் சமநிலையில் உள்ள மூன்று விசைகளுக்கு P/sin α = Q/sin β = R/sin γ.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

சம பருமன் F உடைய இரு சமதள விசைகள் துகள் ஒன்றின் மீது ஒன்றுக்கொன்று 120° கோணத்தில் தொழிற்படுகின்றன. அவற்றின் தொகுபயன் விசையின் பருமன் யாது?

1. A. 2F
2. B. F / 2
3. C. √3 F
4. D. F

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வரைபுகளும் தரவு விளக்கமும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• வரைபட விதிகள்: வரைபுத் தாளின் 50% இற்கு மேற்பட்ட பரப்பளவை உள்ளடக்க வேண்டும்; 1, 2, 5 போன்ற எளிய அளவீட்டுப் பிரிவுகளைப் பயன்படுத்தவும்.
• படிவைக் கணிக்கும் புள்ளிகள்: கோட்டின் மீதுள்ள மிகத் தொலைவான இரு புள்ளிகளைத் தெரிவுசெய்ய வேண்டும்; மூலப் பரிசோதனைப் புள்ளிகளைப் பயன்படுத்தக்கூடாது.
• படிவின் அலகு: படிவின் அலகு = (y-அச்சு அலகு) / (x-அச்சு அலகு) ஆகும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

மாறா முடுக்கம் a மற்றும் ஆரம்ப வேகம் u உடைய நேர்கோட்டு இயக்கத்தில், இடப்பெயர்ச்சி s இற்கு எதிராக v² வரைபு வரையப்படுகிறது. அதன் படித்திறனும் செங்குத்து அச்சு வெட்டுத்துண்டும் எவற்றைக் குறிக்கின்றன?

1. A. Gradient = a, Intercept = u
2. B. Gradient = a/2, Intercept = u²
3. C. Gradient = 2a, Intercept = u²
4. D. Gradient = 2a, Intercept = 2u

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

நேர்கோட்டு இயக்கமும் எறிபொருள் இயக்கமும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• உச்ச கிடை வீச்சு: எறிகோணம் θ = 45° ஆக இருக்கும் போது உச்ச வீச்சு R_max = u²/g பெறப்படும்.
• நிரப்புக் கோணங்கள்: ஒரே தொடக்க வேகம் u இற்கு θ மற்றும் (90° - θ) கோணங்களில் எறியப்படும் போது ஒரே கிடை வீச்சு பெறப்படும்.
• வளித்தடை தாக்கம்: வளித்தடையின் போது உச்ச வீச்சு θ < 45° இல் கிடைக்கும், பாதை சமச்சீரற்றதாக மாறும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

கிடைத்தளத்திற்கு θ கோணத்தில் u வேகத்தில் எறியப்பட்ட எறிபடை ஒன்றின் வளித்தடை புறக்கணிக்கத்தக்கதாயின், அது அடையும் அதிகூடிய உயரம் H யாது?

1. A. H = (u² cos² θ) / (2g)
2. B. H = (u² sin² θ) / (2g)
3. C. H = (u² sin 2θ) / g
4. D. H = (u sin θ) / g

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

விசைகளும் நியூட்டனின் இயக்க விதிகளும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• தாக்கம்-மறுதாக்கம் நிபந்தனைகள்: 1) சம பருமன்; 2) எதிர் திசை; 3) ஒரே வகையான விசை; 4) வெவ்வேறு பொருட்களில் தொழிற்படுதல்.
• மீள்தன்மை vs மீள்தன்மையற்ற மோதல்கள்: அனைத்து மோதல்களிலும் உந்தம் காக்கப்படும்; மீள்தன்மை மோதலில் மட்டுமே இயக்க சக்தியும் காக்கப்படும்.
• மின் தூக்கியில் தோற்ற நிறை: மேல்நோக்கி முடுக்கும் போது R = m(g + a); கீழ்நோக்கி முடுக்கும் போது R = m(g - a); சுயாதீன வீழ்ச்சியில் R = 0.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

0.20 kg திணிவுடைய ரப்பர் பந்து 15 m s⁻¹ கிடைவேகத்தில் நிலைக்குத்தான சுவரில் மோதி 10 m s⁻¹ வேகத்தில் மீள்கிறது. தொடுகை நேரம் 0.05 s எனின், பந்தின் மீது சுவர் பிரயோகித்த சராசரி விசை யாது?

1. A. 80 N
2. B. 20 N
3. C. 60 N
4. D. 100 N

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

திருப்பங்களும் சமநிலையும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• சமநிலையிலுள்ள சமாந்தரமற்ற மூன்று விசைகள்: அவற்றின் தொழிற்பாட்டுக் கோடுகள் ஒரு புள்ளியில் சந்திக்கும் ஒருதள விசைகளாக அமைய வேண்டும்.
• திணிவு மையம் vs ஈர்ப்பு மையம்: சீரான ஈர்ப்புப் புலத்தில் மட்டுமே இரண்டும் ஒரே புள்ளியில் அமையும்.
• சமநிலையின் வகைகள்: உறுதிச் சமநிலை (CG உயரும்), உறுதியற்ற சமநிலை (CG தாழும்), நடுநிலைச் சமநிலை (CG மாறாது).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

4.0 m நீளமும் 200 N நிறையும் கொண்ட சீரான கிடைப்பீடம் AB, A முனையில் பொருத்தப்பட்டு B முனையில் நிலைக்குத்தான கம்பியினால் கிடைநிலையாகத் தாங்கப்படுகிறது. A இலிருந்து 1.0 m தூரத்தில் 600 N நிறை வைக்கப்படுகிறது. தாங்கும் கம்பியிலுள்ள இழுவை யாது?

1. A. 250 N
2. B. 300 N
3. C. 200 N
4. D. 400 N

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வேலை, சக்தி மற்றும் வலு

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• காப்பு விசைகள் vs காப்பற்ற விசைகள்: ஈர்ப்பு விசை பாதையில் தங்கியிருக்காது; உராய்வு விசை சக்தியை வெப்பமாக விரயமாக்கும்.
• பொறிமுறை சக்தி காப்பு விதி: காப்பு விசைகள் மட்டுமே உள்ள தொகுதியில்: E = KE + PE = மாறிலி.
• வாகன இயக்கத்தில் வலு: உச்ச வேகத்தில் உந்து விசை = தடை விசை (F = R); எனவே P = R · v_max.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

2.0 × 10⁵ kg திணிவுடைய புகையிரதம் 1/100 சாய்வுடைய (sin θ = 0.01) பாதையில் 20 m s⁻¹ மாறா வேகத்தில் மேலே இழுக்கப்படுகிறது. உராய்வுத் தடை 1.5 × 10⁴ N எனின், இயந்திரத்தின் வெளியீட்டு வலு யாது? (g = 10 m s⁻²)

1. A. 300 kW
2. B. 400 kW
3. C. 1000 kW
4. D. 700 kW

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

வட்ட இயக்கமும் மையநோக்கு விசையும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• நிலைக்குத்து வட்ட இயக்கம்: உச்சப் புள்ளியில் தேவையான இழிவு வேகம்: v_top = √(gL); வட்டத்தை முடிக்க அடிப்புள்ளியில் இழிவு வேகம்: v_bottom = √(5gL); இழுவை வித்தியாசம் = 6mg.
• மையவிலக்கு விசை: சுழலும் சடத்துவமற்ற குறிப்புச் சட்டகத்தில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படும் போலியான விசை.
• கூம்பு ஊசல்: அலைவுக்காலம் T = 2π √((L cos θ)/g).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

50 m ஆரமுடைய சாய்க்கப்படாத கிடை வட்ட வீதி வளைவில் கார் ஒன்று செல்கிறது. டயருக்கும் வீதிக்குமிடையிலான நிலையியல் உராய்வுக் குணகம் 0.50 ஆகும். கார் சறுக்காமல் செல்லக்கூடிய அதிஉயர் வேகம் யாது? (g = 10 m s⁻²)

1. A. 15.8 m s⁻¹ (approx 16 m s⁻¹)
2. B. 5.0 m s⁻¹
3. C. 25.0 m s⁻¹
4. D. 10.0 m s⁻¹

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

நிலையியல் பாய்மங்களும் அமுக்கமும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• வளிமண்டல அமுக்கம்: 1 atm = 760 mmHg = 1.013 × 10⁵ Pa; பாதரச பாரமானி பாதரசத்தின் உயர் அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த ஆவி அமுக்கம் காரணமாகப் பயன்படுகிறது.
• தோற்ற நிறை: W_தோற்றம் = W_உண்மை - மேலுதைப்பு = V g (ρ_பொருள் - ρ_பாயி).
• மானோமீட்டர் சமன்பாடு: P_வாயு = P_atm ± hρg.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

பாதரசம் (அடர்த்தி 13,600 kg m⁻³) உள்ள U-குழாயின் ஒரு புயத்தில் 27.2 cm உயரத்திற்கு நீர் (அடர்த்தி 1,000 kg m⁻³) ஊற்றப்படுகிறது. இரு புயங்களிலுமுள்ள பாதரச மட்டங்களின் வித்தியாசம் யாது?

1. A. 2.0 cm
2. B. 27.2 cm
3. C. 1.36 cm
4. D. 4.0 cm

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

பாய்ம இயக்கவியல்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• தொரிசெல்லியின் விதி: திரவப் பரப்பிலிருந்து h ஆழத்திலுள்ள துளையினூடான பாய்ச்சல் வேகம்: v = √(2gh).
• வெஞ்சுரிமானி: குழாயினூடான பாய்ச்சல் வீதத்தை அளவிட பேர்னூலி தத்துவத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.
• காற்றியக்கவியல் தூக்கல்: இறக்கையின் மேற்பகுதியில் அதிக வேகம் குறைந்த அமுக்கத்தை உருவாக்கி மேல்நோக்கிய தூக்கல் விசையை வழங்கும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

மாறும் குறுக்குவெட்டுப் பரப்புடைய கிடைக்குழாயினூடாக நீர் சீராகப் பாய்கிறது. குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு 20 cm² உடைய A புள்ளியில் வேகம் 2.0 m s⁻¹. பரப்பு 5.0 cm² ஆகக் குறையும் B புள்ளியில் பாய்ச்சல் வேகம் யாது?

1. A. 8.0 m s⁻¹
2. B. 10.0 m s⁻¹
3. C. 4.0 m s⁻¹
4. D. 0.5 m s⁻¹

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.

இயங்கும் பாய்மங்களும் பாய்ம இயக்கவியலும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• ஆரத்தின் தாக்கம்: ஆரை இருமடங்காகும்போது பாய்ச்சல் வீதம் 16 மடங்காக அதிகரிக்கும் (r⁴ தொடர்பு).
• வெப்பநிலையின் தாக்கம்: வெப்பநிலை உயரும் போது திரவங்களின் பாகுத்தன்மை குறையும்; வாயுக்களின் பாகுத்தன்மை அதிகரிக்கும்.
• ரெனால்ட்சின் எண் (Re): Re < 2000 எனின் சீரோட்டம், Re > 3000 எனின் கொந்தளிப்பான ஓட்டம்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

அமுக்க முடியாத, பாகுவற்ற பாயி ஒன்றின் ஒழுங்கு பாய்ச்சலுக்கான பேர்னூலியின் தத்துவத்தின்படி, ஒரு பாய்ச்சல் கோட்டின் வழியே மாறிலியாக இருப்பது எது?

1. A. P + ½ ρ v² + ρ g h (Total mechanical energy per unit volume)
2. B. P / v + ρ g h
3. C. ½ ρ v² - P
4. D. P · v · A

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

இது பரீட்சை முறைக்கு அமைய இடசர எழுதிய மாதிரி வினா. கடந்தகால வினாத்தாளில் இருந்து எடுக்கப்பட்டதல்ல.