ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ്
പ്രധാന ആശയങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും
| # | ആശയം | ചുരുക്ക വിശദീകരണം |
|---|---|---|
| 1 | ന്യൂട്ടന്റെ ഒന്നാം നിയമം | ബാഹ്യബലം പ്രവർത്തിക്കാത്തിടത്തോളം ഒരു വസ്തു നിശ്ചലാവസ്ഥയിലോ സമചലനത്തിലോ തുടരുന്നു (F=0 എന്നാൽ a=0) |
| 2 | ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാം നിയമം | F = ma; ബലം പിണ്ഡത്തിന്റെയും ത്വരണത്തിന്റെയും ഗുണനഫലത്തിന് തുല്യമാണ് (1N = 1kg × 1m/s²) |
| 3 | ആക്കം | p = mv; പിണ്ഡത്തിന്റെയും പ്രവേഗത്തിന്റെയും ഗുണനഫലം, ഒറ്റപ്പെട്ട വ്യവസ്ഥകളിൽ സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു |
| 4 | പ്രവൃത്തി-ഊർജ്ജ സിദ്ധാന്തം | W = F × d × cosθ; ചെയ്ത പ്രവൃത്തി ബലം, സ്ഥാനാന്തരം, കോണിന്റെ കോസൈൻ എന്നിവയുടെ ഗുണനഫലത്തിന് തുല്യമാണ് |
| 5 | ഗതികോർജ്ജം | KE = ½mv²; ചലനം മൂലമുള്ള ഊർജ്ജം, ജൂൾ യൂണിറ്റിൽ അളക്കുന്നു |
| 6 | സ്ഥിതികോർജ്ജം | PE = mgh; സ്ഥാനം മൂലമുള്ള ഊർജ്ജം, ഉയരവും ഗുരുത്വാകർഷണവും (g=9.8m/s²) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു |
| 7 | പവർ | P = W/t = F×v; പ്രവൃത്തി ചെയ്യുന്നതിന്റെ നിരക്ക്, 1 വാട്ട് = 1 ജൂൾ/സെക്കൻഡ് |
10 പരിശീലന ബഹുവികൽപ്പ ചോദ്യങ്ങൾ
Q1. 1000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ട്രെയിൻ കോച്ച് 10 m/s വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു. അതിന്റെ ആക്കം എത്ര? A) 100 kg·m/s B) 1000 kg·m/s C) 10,000 kg·m/s D) 10 kg·m/s
ഉത്തരം: C) 10,000 kg·m/s
പരിഹാരം: ആക്കം p = mv നൽകിയിരിക്കുന്നു: m = 1000 kg, v = 10 m/s p = 1000 × 10 = 10,000 kg·m/s
ഷോർട്ട്കട്ട്: പിണ്ഡത്തെ പ്രവേഗം കൊണ്ട് നേരിട്ട് ഗുണിക്കുക
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ആക്കം കണക്കാക്കൽ
Q2. ഒരു റെയിൽവേ കുറ്റിക്കാരൻ 20 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ബാഗ് ലംബമായി 2 മീറ്റർ ഉയർത്തുന്നു. എത്ര പ്രവൃത്തി ചെയ്യപ്പെട്ടു? (g=10 m/s²) A) 40 J B) 400 J C) 200 J D) 4 J
ഉത്തരം: B) 400 J
പരിഹാരം: പ്രവൃത്തി W = mgh നൽകിയിരിക്കുന്നു: m = 20 kg, h = 2 m, g = 10 m/s² W = 20 × 10 × 2 = 400 J
ഷോർട്ട്കട്ട്: W = ഭാരം × ഉയരം = (20×10) × 2
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ഗുരുത്വാകർഷണത്തിനെതിരെയുള്ള പ്രവൃത്തി
Q3. ഒരു ട്രെയിൻ 0 മുതൽ 20 m/s വരെ 10 സെക്കൻഡിൽ ത്വരണം പ്രാപിക്കുന്നു. ത്വരണം കണ്ടെത്തുക. A) 2 m/s² B) 0.5 m/s² C) 200 m/s² D) 5 m/s²
ഉത്തരം: A) 2 m/s²
പരിഹാരം: a = (v-u)/t നൽകിയിരിക്കുന്നു: u = 0, v = 20 m/s, t = 10 s a = (20-0)/10 = 2 m/s²
ഷോർട്ട്കട്ട്: ത്വരണം = പ്രവേഗ മാറ്റം ÷ സമയം
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - അടിസ്ഥാന ചലനാത്മകത
Q4. 5 m/s വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്ന 500 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു റെയിൽവേ കാർട്ട് 25 മീറ്ററിൽ നിശ്ചലമാകുന്നു. ബ്രേക്കിംഗ് ബലം കണ്ടെത്തുക. A) 250 N B) 500 N C) 125 N D) 50 N
ഉത്തരം: A) 250 N
പരിഹാരം: v² = u² + 2as ഉപയോഗിക്കുക 0 = 5² + 2a(25) -25 = 50a, അതിനാൽ a = -0.5 m/s² F = ma = 500 × 0.5 = 250 N (പരിമാണം)
ഷോർട്ട്കട്ട്: ആദ്യം മന്ദീകരണം കണ്ടെത്തുക, പിന്നെ പിണ്ഡം കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ബലവും മന്ദീകരണവും
Q5. 2000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു എഞ്ചിൻ 4000 N ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു. അതിന്റെ ത്വരണം കണ്ടെത്തുക. A) 2 m/s² B) 0.5 m/s² C) 8 m/s² D) 20 m/s²
ഉത്തരം: A) 2 m/s²
പരിഹാരം: F = ma, അതിനാൽ a = F/m നൽകിയിരിക്കുന്നു: F = 4000 N, m = 2000 kg a = 4000/2000 = 2 m/s²
ഷോർട്ട്കട്ട്: ത്വരണം = ബലം ÷ പിണ്ഡം
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാം നിയമം
Q6. 10 m/s വേഗതയിൽ ഒരു ട്രെയിനിന്റെ ഗതികോർജ്ജം 50,000 J ആണ്. അതിന്റെ പിണ്ഡം കണ്ടെത്തുക. A) 500 kg B) 1000 kg C) 250 kg D) 200 kg
ഉത്തരം: B) 1000 kg
പരിഹാരം: KE = ½mv², അതിനാൽ m = 2KE/v² നൽകിയിരിക്കുന്നു: KE = 50,000 J, v = 10 m/s m = 2×50,000/100 = 1000 kg
ഷോർട്ട്കട്ട്: m = 2KE ÷ v²
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ഗതികോർജ്ജം കണക്കാക്കൽ
Q7. രണ്ട് 1000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള റെയിൽവേ ബഫറുകൾ കപ്ലിംഗ് സമയത്ത് 0.1 മീറ്റർ കംപ്രസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. പ്രാരംഭ വേഗത 2 m/s ആണെങ്കിൽ ശരാശരി ബലം കണ്ടെത്തുക. A) 20,000 N B) 10,000 N C) 40,000 N D) 2000 N
ഉത്തരം: A) 20,000 N
പരിഹാരം: KE = ½mv² = 0.5×1000×4 = 2000 J ചെയ്ത പ്രവൃത്തി = ബലം × ദൂരം 2000 = F × 0.1, അതിനാൽ F = 20,000 N
ഷോർട്ട്കട്ട്: KE-യെ പ്രവൃത്തിയാക്കി മാറ്റുക, പിന്നെ ദൂരം കൊണ്ട് ഹരിക്കുക
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - പ്രവൃത്തി-ഊർജ്ജ തത്വം
Q8. 1000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ട്രെയിൻ 1:100 ചരിവിലൂടെ 2000 N ഘർഷണത്തിനെതിരെ മുകളിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു. സ്ഥിരമായ പ്രവേഗത്തിന് ആവശ്യമായ ആകെ ബലം കണ്ടെത്തുക. (g=10 m/s²) A) 3000 N B) 1200 N C) 3000 N D) 12000 N
ഉത്തരം: C) 3000 N
പരിഹാരം: ചരിവ് ബലം = mg × sinθ ≈ mg × (1/100) = 1000×10×0.01 = 1000 N ആകെ ബലം = ചരിവ് ബലം + ഘർഷണം = 1000 + 2000 = 3000 N
ഷോർട്ട്കട്ട്: ചെറിയ ചരിവുകൾക്ക്, ചരിവ് ബലം ≈ ഭാരം × ഗ്രേഡിയന്റ്
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ചരിഞ്ഞ തലങ്ങളിലെ ബലങ്ങൾ
Q9. 5 m/s വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്ന 2000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു റെയിൽവേ വാഗൺ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലുള്ള 3000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള വാഗണുമായി കപ്പിൾ ചെയ്യുന്നു. അന്തിമ പ്രവേഗം കണ്ടെത്തുക. A) 2 m/s B) 3 m/s C) 1.5 m/s D) 4 m/s
ഉത്തരം: A) 2 m/s
പരിഹാരം: ആക്ക സംരക്ഷണം: m₁v₁ = (m₁+m₂)v 2000×5 = (2000+3000)v 10,000 = 5000v, അതിനാൽ v = 2 m/s
ഷോർട്ട്കട്ട്: അന്തിമ പ്രവേഗം = (m₁×v₁) ÷ (ആകെ പിണ്ഡം)
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ആക്ക സംരക്ഷണം
Q10. ഒരു ട്രെയിൻ എഞ്ചിൻ (5000 kg) 4 കോച്ചുകളെ (ഓരോന്നിനും 2000 kg) 2 m/s² ത്വരണത്തിൽ വലിക്കുന്നു. എഞ്ചിനും ആദ്യത്തെ കോച്ചും തമ്മിലുള്ള കപ്ലിംഗിലെ ടെൻഷൻ കണ്ടെത്തുക. A) 16,000 N B) 8000 N C) 24,000 N D) 12,000 N
ഉത്തരം: A) 16,000 N
പരിഹാരം: ടെൻഷൻ 4 കോച്ചുകളെ വലിക്കുന്നു: T = m×a കോച്ചുകളുടെ ആകെ പിണ്ഡം = 4×2000 = 8000 kg T = 8000 × 2 = 16,000 N
ഷോർട്ട്കട്ട്: ടെൻഷൻ = വലിക്കപ്പെടുന്ന പിണ്ഡം × ത്വരണം
ആശയം: ഫിസിക്സ് മെക്കാനിക്സ് - ബന്ധിപ്പിച്ച വ്യവസ്ഥകളിലെ ടെൻഷൻ
5 മുൻവർഷ ചോദ്യങ്ങൾ
PYQ 1. 1000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു കാറിനും 2000 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ട്രക്കിനും ഒരേ ആക്കമുണ്ട്. കാറിന്റെ വേഗത 20 m/s ആണെങ്കിൽ, ട്രക്കിന്റെ വേഗത കണ്ടെത്തുക. [RRB NTPC 2021 CBT-1]
ഉത്തരം: 10 m/s
പരിഹാരം: ആക്ക സംരക്ഷണം: m₁v₁ = m₂v₂ 1000×20 = 2000×v₂ v₂ = 20,000/2000 = 10 m/s
പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: ആക്കം തുല്യമാകുമ്പോൾ, ഭാരമേറിയ വസ്തു മന്ദഗതിയിൽ നീങ്ങുന്നു
PYQ 2. 50 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു വ്യക്തിയെ 3 മീറ്റർ ഉയരത്തിലേക്ക് ഉയർത്താൻ ചെയ്യുന്ന പ്രവൃത്തി? (g=10 m/s²) [RRB Group D 2022]
ഉത്തരം: 1500 J
പരിഹാരം: W = mgh = 50×10×3 = 1500 J
പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: റെയിൽവേ പരീക്ഷകൾക്ക് g=10 m/s² ഓർക്കുക
PYQ 3. ഒരു ട്രെയിൻ 72 km/h മുതൽ 36 km/h വരെ 10 സെക്കൻഡിൽ വേഗത കുറയ്ക്കുന്നു. മന്ദീകരണം കണ്ടെത്തുക. [RRB ALP 2018]
ഉത്തരം: 1 m/s²
പരിഹാരം: പരിവർത്തനം: 72 km/h = 20 m/s, 36 km/h = 10 m/s a = (v-u)/t = (10-20)/10 = -1 m/s² മന്ദീകരണം = 1 m/s²
പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: ആദ്യം km/h-നെ m/s ആക്കി മാറ്റുക: 5/18 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക
PYQ 4. 1000 കിലോഗ്രാം വെള്ളം 10 മീറ്റർ ഉയരത്തിലേക്ക് 5 സെക്കൻഡിൽ ഉയർത്തുന്ന ഒരു പമ്പിന്റെ പവർ? (g=10 m/s²) [RRB JE 2019]
ഉത്തരം: 20,000 W
പരിഹാരം: പ്രവൃത്തി = mgh = 1000×10×10 = 100,000 J പവർ = പ്രവൃത്തി/സമയം = 100,000/5 = 20,000 W
പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: പവർ = (ഭാരം × ഉയരം) ÷ സമയം
PYQ 5. 400 m/s വേഗതയിൽ ഒരു 10 ഗ്രാം ബുള്ളറ്റ് 2 കിലോഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു മരത്തടിയിൽ കുത്തിനിറയ്ക്കുന്നു. ബ്ലോക്കിന്റെ പ്രവേഗം കണ്ടെത്തുക. [RPF SI 2019]
ഉത്തരം: 2 m/s
പരിഹാരം: m₁v₁ = (m₁+m₂)v 0.01×400 = (0.01+2)×v 4 = 2.01v ≈ 2 m/s
പരീക്ഷാ ടിപ്പ്: ഗ്രാമിനെ കിലോഗ്രാമാക്കി മാറ്റുക, ചെറിയ ബുള്ളറ്റ് പിണ്ഡത്തിന് ഏകദേശം കണക്കാക്കുക
വേഗത ട്രിക്കുകളും ഷോർട്ട്കട്ടുകളും
| സാഹചര്യം | ഷോർട്ട്കട്ട് | ഉദാഹരണം |
|---|---|---|
| km/h മുതൽ m/s പരിവർത്തനം | 5/18 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക | 72 km/h = 72×5/18 = 20 m/s |
| നിർത്താനുള്ള ദൂരം കണ്ടെത്തൽ | v²/2a (അന്തിമ v=0 ആകുമ്പോൾ) | 20 m/s വേഗതയിൽ 2 m/s² മന്ദീകരണത്തിൽ: ദൂരം = 400/4 = 100 m |
| പവർ കണക്കാക്കൽ | P = (mgh)/t | 100 kg 5 മീറ്റർ 10 സെക്കൻഡിൽ ഉയർത്തുമ്പോൾ: P = (100×10×5)/10 = 500 W |
| ആക്ക സംരക്ഷണം | m₁v₁ = m₂v₂ | 1000 kg 10 m/s = 2000 kg 5 m/s |
| ട്രെയിനിലെ ടെൻഷൻ | T = m_behind × a | 3 കോച്ചുകൾ (6000 kg) 2 m/s²-ൽ വലിക്കുമ്പോൾ: T = 6000×2 = 12,000 N |
ഒഴിവാക്കേണ്ട സാധാരണ തെറ്റുകൾ
| തെറ്റ് | വിദ്യാർത്ഥികൾ ഇത് എന്തുകൊണ്ട് ചെയ്യുന്നു | ശരിയായ സമീപനം |
|---|---|---|
| യൂണിറ്റ് പരിവർത്തനങ്ങൾ മറക്കുക | പ്രശ്നങ്ങൾ വേഗത്തിൽ പരിഹരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുമ്പോൾ | എല്ലായ്പ്പോഴും km/h-നെ m/s ആക്കി മാറ്റുക, ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ kg-നെ g ആക്കി മാറ്റുക |
| ആക്കത്തിൽ ദിശ അവഗണിക്കുക | എല്ലാ പ്രവേഗങ്ങളെയും പോസിറ്റീവായി കണക്കാക്കുക | ചിഹ്ന രീതി പരിഗണിക്കുക: വലത്തോട്ട്/മുകളിലേക്ക് പോസിറ്റീവ്, ഇടത്തോട്ട്/താഴോട്ട് നെഗറ്റീവ് |
| പിണ്ഡവും ഭാരവും ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കുക | ബലത്തിന് kg ഉപയോഗിക്കുക | ഭാരം = mg (ന്യൂട്ടണിൽ), പിണ്ഡം kg-ൽ |
| പ്രവൃത്തിക്ക് തെറ്റായ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിക്കുക | W = F×s എല്ലായ്പ്പോഴും | ബലം സ്ഥാനാന്തരത്തിന് സമാന്തരമല്ലാത്തപ്പോൾ W = Fs cosθ ഉപയോഗിക്കുക |
| കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ g മറക്കുക | g=1 എന്ന് അനുമാനിക്കുക | ഗുരുത്വാകർഷണ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് എല്ലായ്പ്പോഴും g=9.8 അല്ലെങ്കിൽ 10 m/s² ഉപയോഗിക്കുക |
ദ്രുത പുനരവലോകന ഫ്ലാഷ്കാർഡുകൾ
| മുൻവശം (ചോദ്യം/പദം) | പിൻവശം (ഉത്തരം) |
|---|---|
| ന്യൂട്ടന്റെ ഒന്നാം നിയമം | ജഡത്വം: F=0 ⇒ a=0 |
| ബലത്തിന്റെ യൂണിറ്റ് | ന്യൂട്ടൺ (N) = kg·m/s² |
| ഗതികോർജ്ജ സൂത്രവാക്യം | KE = ½mv² |
| സ്ഥിതികോർജ്ജ സൂത്രവാക്യം | PE = mgh |
| പവർ യൂണിറ്റുകൾ | വാട്ട് = ജൂൾ/സെക്കൻഡ് |
| ആക്കത്തിന്റെ യൂണിറ്റുകൾ | kg·m/s |
| സംരക്ഷണ നിയമം | ആകെ ആക്കം സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കുന്നു |
| പ്രവൃത്തി-ഊർജ്ജ സിദ്ധാന്തം | ചെയ്ത പ്രവൃത്തി = ഗതികോർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം |
| 1 km/h m/s-ൽ | 5/18 m/s |
| g മൂല്യം | 9.8 m/s² (റെയിൽവേ പരീക്ഷകൾക്ക് 10 ഉപയോഗിക്കുക) |
വിഷയ ബന്ധങ്ങൾ
- നേരിട്ടുള്ള ലിങ്ക്: ചലനാത്മകത വേഗത, സമയം, ദൂരം പ്രശ്നങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; ഊർജ്ജ ആശയങ്ങൾ വൈദ്യുതി (പവർ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ) എന്നിവയിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു
- സംയോജിത ചോദ്യങ്ങൾ: മെക്കാനിക്സ് + ത്രികോണമിതി (ചരിഞ്ഞ തലങ്ങൾ); മെക്കാനിക്സ് + ശതമാനം (കാര്യക്ഷമത കണക്കുകൂട്ടലുകൾ)
- അടിസ്ഥാനം: ഘർഷണം മനസ്സിലാക്കുന്നത് ബ്രേക്ക് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ സഹായിക്കുന്നു; സുരക്ഷാ സിസ്റ്റങ്ങളിലെ കൂട്ടിയിടി പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് ആക്ക ആശയങ്ങൾ അത്യാവശ്യമാണ്