வகுப்பு 13 — தவணை 3

தகைப்பு, விகாரம் மற்றும் மீள்தன்மை

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• தகைவு-விகார வளைவின் முக்கிய புள்ளிகள்: 1) விகிதசம எல்லை; 2) மீள்தன்மை எல்லை; 3) உச்ச இழுவிசை வலிமை (UTS); 4) முறிவுப் புள்ளி.
• நீளும் தன்மையுள்ள vs நொறுங்கும் பொருட்கள்: தாமிரம், எஃகு போன்றவை நீண்ட பிளாஸ்டிக் எல்லையைக் கொண்டிருக்கும்; கண்ணாடி மீள்தன்மை எல்லைக்கு சற்று அப்பால் திடீரென உடையும்.
• மீள்தன்மை தயக்கம்: சுமை ஏற்றல் மற்றும் இறக்கலின் போது வெப்பமாக விரயமடையும் சக்தி (இறப்பரில் அதிர்வு உறிஞ்சியாகப் பயன்படுகிறது).

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

2.0 m நீளமும் 1.0 × 10⁻⁶ m² குறுக்குவெட்டுப் பரப்பும் கொண்ட உருக்குக் கம்பி 200 N விசையினால் நீட்டப்படுகிறது. உருக்கின் யங்கின் மட்டு Y = 2.0 × 10¹¹ N m⁻² எனின், கம்பியில் ஏற்படும் நீட்சி ΔL யாது?

1. A. 2.0 mm (2.0 × 10⁻³ m)
2. B. 0.5 mm (0.5 × 10⁻³ m)
3. C. 4.0 mm (4.0 × 10⁻³ m)
4. D. 1.0 mm (1.0 × 10⁻³ m)

விடையைப் பார்க்க

விடை: A. 2.0 mm (2.0 × 10⁻³ m). நீட்சி சமன்பாடு: ΔL = F L / (A Y) = (200 × 2.0) / (10⁻⁶ × 2.0 × 10¹¹) = 2.0 × 10⁻³ m = 2.0 mm.

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

யங்கின் மட்டு மற்றும் மீள்தகவு அழுத்தச் சக்தி

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• சேர்லின் உபகரணம்: ஒரே தாங்கியில் தொங்கவிடப்பட்ட இரு ஒத்த கம்பிகள் (பரிசோதனைக் கம்பி மற்றும் குறிப்புக் கம்பி) மூலம் வெப்பநிலை மற்றும் தாங்கி நெகிழ்வு வழுக்கள் தவிர்க்கப்படுகின்றன.
• சக்தி விரயம்: F-ΔL வரைபின் மொத்தப் பரப்பளவு கம்பியை முறிக்கச் செய்த வேலையாகும்; மீளப்பெற முடியாத பகுதி வெப்பமாக விரயமடைகிறது.
• பரிமாணங்களில் தங்கியிராத தன்மை: யங்கின் மட்டு Y பொருளின் தன்மை மற்றும் வெப்பநிலையில் மட்டுமே தங்கியிருக்கும்; நீளம் அல்லது குறுக்குவெட்டு மாறினாலும் Y மாறாது.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

யங்கின் மட்டு Y மற்றும் இழுவை திரிபு ε உடைய நீட்டப்பட்ட கம்பியில் ஓரலகு கனவளவில் சேமிக்கப்படும் மீள்தகை அழுத்த ஆற்றல் u யாது?

1. A. u = ½ Y² ε
2. B. u = Y ε²
3. C. u = 2 Y ε
4. D. u = ½ Y ε²

விடையைப் பார்க்க

விடை: D. u = ½ Y ε². ஓரலகு கனவளவிற்கான ஆற்றல் u = ½ × தகைவு × திரிபு = ½ × (Y ε) × ε = ½ Y ε².

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

பாகுநிலையும் பாய்ம எதிர்ப்பும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• ஆரத்தின் மீது முடிவு வேகம் தங்கியிருத்தல்: முடிவு வேகம் ஆரையின் வர்க்கத்திற்கு நேர்விகிதசமன் (v_t ∝ r²); பெரிய மழைத்துளிகள் மிக வேகமாக விழும்.
• சுவர் விளைவு: ஸ்டோக்சின் விதி முடிவிலி ஊடகத்திற்கானது; ஆய்வகக் குழாய்களில் சுவர்கள் தடையை அதிகரிக்கும்.
• வெப்பநிலைத் தாக்கம்: வெப்பநிலை உயரும் போது திரவங்களின் பாகுத்தன்மை குறையும்; வாயுக்களின் பாகுத்தன்மை அதிகரிக்கும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

ஆரம் r மற்றும் அடர்த்தி ρ கொண்ட ஈயக் குண்டு ஒன்று அடர்த்தி σ மற்றும் பாகுநிலை η கொண்ட பாயியினூடாக விழுகிறது. அது அடையும் முற்றுத் திசைவேகம் v_t யாது?

1. A. v_t = 9 r² (ρ - σ) g / (2 η)
2. B. v_t = 2 r (ρ - σ) g / (9 η)
3. C. v_t = 4 r² (ρ - σ) g / (3 η)
4. D. v_t = 2 r² (ρ - σ) g / (9 η)

விடையைப் பார்க்க

விடை: D. v_t = 2 r² (ρ - σ) g / (9 η). முற்றுத் திசைவேகத்தில்: நிறை = மேலுதைப்பு + பாகுவிசை => 6πη r v_t = 4/3 π r³ (ρ - σ) g => v_t = 2 r² (ρ - σ) g / (9 η).

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

மேற்பரப்பிழுவிசையும் மயிர்த்துளைத்துவமும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• மயிர்த்துளை எழுச்சி (ஜூரினின் விதி): r ஆரையுடைய மயிர்த்துளைக் குழாயில் திரவ உயரம் h = (2 γ cos θ) / (r ρ g); θ < 90° எனின் உயரும்; h ∝ 1/r.
• போதாத நீளமுடைய குழாய்: குழாயின் நீளம் L < h எனின் திரவம் வழிந்தோடுவதில்லை; பிறைப்பரப்பு தட்டையாகி வளைவு ஆரை R ஐ அதிகரிக்கும் (h R = மாறிலி).
• வெப்பநிலை மற்றும் மாசுகள்: வெப்பநிலை உயரும் போது மேற்பரப்பிழுவை குறையும்; சவர்க்காரம் மேற்பரப்பிழுவையை பெருமளவில் குறைக்கும்.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

உள் ஆரம் r = 0.50 mm கொண்ட மயிர்த்துளைக் குழாய் T = 0.070 N m⁻¹ மற்றும் அடர்த்தி ρ = 1000 kg m⁻³ கொண்ட நீரினுள் நிலைக்குத்தாக அமிழ்த்தப்படுகிறது. தொடுகைக் கோணம் θ = 0° எனின், நீர நிரல் உயரும் உயரம் h யாது? (g = 10 m s⁻²)

1. A. 5.6 cm (0.056 m)
2. B. 1.4 cm (0.014 m)
3. C. 7.0 cm (0.070 m)
4. D. 2.8 cm (0.028 m)

விடையைப் பார்க்க

விடை: D. 2.8 cm (0.028 m). மயிர்த்துளை ஏற்றச் சமன்பாடு: h = 2 T cos θ / (r ρ g) = (2 × 0.070) / (0.5 × 10⁻³ × 1000 × 10) = 0.028 m = 2.8 cm.

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

பாய்ம அமுக்கம், மேலுதைப்பு மற்றும் ஆர்க்கிமிடீசின் தத்துவம்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• மிதவை மையம் (B): மேலுதைப்பு தொழிற்படும் புள்ளி; வெளியேற்றப்பட்ட பாயியின் ஈர்ப்பு மையத்துடன் பொருந்தும்.
• தோற்ற நிறை இழப்பு: W_தோற்றம் = W_உண்மை - மேலுதைப்பு = V (ρ_பொருள் - ρ_பாயி) g.
• அடர்த்திமானி தத்துவம்: மாறா நிறை மாறி அமிழும் கருவி; திரவத்தின் அடர்த்தி குறையும் போது ஆழமாக அமிழும்; அளவீட்டுப் பிரிவுகள் நேர்கோடற்றவை.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

திண்ம உலோகத் துண்டு ஒன்றின் நிறை காற்றில் 50.0 N ஆகவும், நீரில் (அடர்த்தி 1000 kg m⁻³) முற்றாக அமிழ்ந்திருக்கும்போது 38.0 N ஆகவும் உள்ளது. உலோகத் துண்டின் கனவளவும் அடர்த்தியும் யாவை? (g = 10 m s⁻²)

1. A. Volume = 2.4 × 10⁻³ m³, Density = 2083 kg m⁻³
2. B. Volume = 0.6 × 10⁻³ m³, Density = 8333 kg m⁻³
3. C. Volume = 1.2 × 10⁻³ m³, Density = 4167 kg m⁻³
4. D. Volume = 1.0 × 10⁻³ m³, Density = 5000 kg m⁻³

விடைத் தேர்வுகள் ஆங்கிலத்தில் உள்ளன.

விடையைப் பார்க்க

விடை: C. Volume = 1.2 × 10⁻³ m³, Density = 4167 kg m⁻³. மேலுதைப்பு U = 50 - 38 = 12 N. கனவளவு V = 12 / (1000 × 10) = 1.2 × 10⁻³ m³. திணிவு = 5 kg. அடர்த்தி = 5 / (1.2 × 10⁻³) ≈ 4167 kg m⁻³.

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

பெர்னூலியின் தேற்றமும் தொடர்ச்சி சமன்பாடும்

கட்டாயம் தெரிந்திருக்க வேண்டியவை

• வெஞ்சுரி விளைவு: ஒடுங்கிய பகுதியில் வேகம் அதிகரிக்கும் போது நிலையியல் அமுக்கம் குறையும்; கார்பூரேட்டர்கள் மற்றும் தெளிப்பான்களில் பயன்படுகிறது.
• பீட்டோ குழாய்: விமானங்களின் வேகத்தை அளவிடப் பயன்படும் சாதனம்: v = √[ (2 ΔP) / ρ ].
• மேக்னஸ் விளைவு: சுழலும் பந்து காற்றை இழுத்துச் செல்வதால் ஒருபுறம் வேகம் அதிகரித்து அமுக்கம் குறைந்து பந்து பக்கவாட்டில் வளைந்து செல்லும் விளைவு.

ஒரு வினாவை முயன்று பாருங்கள்

ρ அடர்த்தியுடைய திரவம் பாயும் கிடை வென்சுரிமானியில் பிரதான பரப்பு A₁ மற்றும் தொண்டைப்பரப்பு A₂ ஆகும். அவற்றுக்கிடையிலான அமுக்க வித்தியாசம் ΔP எனின், பாய்ச்சல் வீதம் Q யாது?

1. A. Q = A₁ A₂ √[ ΔP / (2 ρ (A₁² - A₂²)) ]
2. B. Q = √[ 2 ρ ΔP / (A₁² - A₂²) ]
3. C. Q = (A₁ + A₂) √[ 2 ΔP / ρ ]
4. D. Q = A₁ A₂ √[ 2 ΔP / (ρ (A₁² - A₂²)) ]

விடையைப் பார்க்க

விடை: D. Q = A₁ A₂ √[ 2 ΔP / (ρ (A₁² - A₂²)) ]. தொடர்ச்சி மற்றும் பேர்னூலி சமன்பாடுகளிலிருந்து: Q = A₁ A₂ √[ 2 ΔP / (ρ (A₁² - A₂²)) ].

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