இயற்பியல் விசையியல்
முக்கிய கருத்துக்கள் & சூத்திரங்கள்
| # | கருத்து | சுருக்கமான விளக்கம் |
|---|---|---|
| 1 | நியூட்டனின் முதல் விதி | வெளிப்புற விசை செயல்படாத வரை, ஒரு பொருள் ஓய்வு நிலையிலோ அல்லது சீரான இயக்கத்திலோ இருக்கும் (F=0 எனில் a=0) |
| 2 | நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி | F = ma; விசை என்பது நிறை மற்றும் முடுக்கத்தின் பெருக்கற்பலனுக்கு சமம் (1N = 1kg × 1m/s²) |
| 3 | உந்தம் | p = mv; நிறை மற்றும் திசைவேகத்தின் பெருக்கற்பலன், தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புகளில் அழியாதது |
| 4 | வேலை-ஆற்றல் தேற்றம் | W = F × d × cosθ; செய்யப்பட்ட வேலை என்பது விசை, இடப்பெயர்ச்சி மற்றும் கோணத்தின் கோசைன் ஆகியவற்றின் பெருக்கற்பலனுக்கு சமம் |
| 5 | இயக்க ஆற்றல் | KE = ½mv²; இயக்கத்தால் ஏற்படும் ஆற்றல், ஜூல்களில் அளக்கப்படுகிறது |
| 6 | நிலை ஆற்றல் | PE = mgh; நிலையின் காரணமாக ஏற்படும் ஆற்றல், உயரம் மற்றும் ஈர்ப்பு விசையை (g=9.8m/s²) சார்ந்தது |
| 7 | திறன் | P = W/t = F×v; வேலை செய்யும் வீதம், 1 வாட் = 1 ஜூல்/வினாடி |
10 பயிற்சி பலதேர்வு கேள்விகள்
Q1. 1000 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு ரயில் பெட்டி 10 மீ/வி வேகத்தில் நகர்கிறது. அதன் உந்தம் என்ன? A) 100 கிலோ·மீ/வி B) 1000 கிலோ·மீ/வி C) 10,000 கிலோ·மீ/வி D) 10 கிலோ·மீ/வி
விடை: C) 10,000 கிலோ·மீ/வி
தீர்வு: உந்தம் p = mv கொடுக்கப்பட்டவை: m = 1000 கிலோ, v = 10 மீ/வி p = 1000 × 10 = 10,000 கிலோ·மீ/வி
சுருக்கு வழி: நிறையையும் திசைவேகத்தையும் நேரடியாகப் பெருக்கவும்
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - உந்தக் கணக்கீடு
Q2. ஒரு ரயில்வே சுமைதூக்குபவர் 20 கிலோ நிறை கொண்ட பையை 2 மீட்டர் செங்குத்தாக உயர்த்துகிறார். செய்யப்பட்ட வேலை எவ்வளவு? (g=10 மீ/வி²) A) 40 ஜே B) 400 ஜே C) 200 ஜே D) 4 ஜே
விடை: B) 400 ஜே
தீர்வு: வேலை W = mgh கொடுக்கப்பட்டவை: m = 20 கிலோ, h = 2 மீ, g = 10 மீ/வி² W = 20 × 10 × 2 = 400 ஜே
சுருக்கு வழி: W = எடை × உயரம் = (20×10) × 2
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிரான வேலை
Q3. ஒரு ரயில் 0 முதல் 20 மீ/வி வரை 10 வினாடிகளில் முடுக்கமடைகிறது. முடுக்கத்தைக் கண்டறியவும். A) 2 மீ/வி² B) 0.5 மீ/வி² C) 200 மீ/வி² D) 5 மீ/வி²
விடை: A) 2 மீ/வி²
தீர்வு: a = (v-u)/t கொடுக்கப்பட்டவை: u = 0, v = 20 மீ/வி, t = 10 வி a = (20-0)/10 = 2 மீ/வி²
சுருக்கு வழி: முடுக்கம் = திசைவேக மாற்றம் ÷ நேரம்
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - அடிப்படை இயக்கவியல்
Q4. 500 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு ரயில் வண்டி 5 மீ/வி வேகத்தில் நகர்ந்து 25 மீட்டரில் நிற்கிறது. பிரேக்கிங் விசையைக் கண்டறியவும். A) 250 N B) 500 N C) 125 N D) 50 N
விடை: A) 250 N
தீர்வு: v² = u² + 2as சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்த 0 = 5² + 2a(25) -25 = 50a, எனவே a = -0.5 மீ/வி² F = ma = 500 × 0.5 = 250 N (அளவு)
சுருக்கு வழி: முதலில் குறைமுடுக்கத்தைக் கண்டுபிடித்து, பின்னர் நிறையால் பெருக்கவும்
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - விசை மற்றும் குறைமுடுக்கம்
Q5. 2000 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு இயந்திரம் 4000 N விசையைச் செலுத்துகிறது. அதன் முடுக்கத்தைக் கண்டறியவும். A) 2 மீ/வி² B) 0.5 மீ/வி² C) 8 மீ/வி² D) 20 மீ/வி²
விடை: A) 2 மீ/வி²
தீர்வு: F = ma, எனவே a = F/m கொடுக்கப்பட்டவை: F = 4000 N, m = 2000 கிலோ a = 4000/2000 = 2 மீ/வி²
சுருக்கு வழி: முடுக்கம் = விசை ÷ நிறை
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி
Q6. ஒரு ரயிலின் இயக்க ஆற்றல் 10 மீ/வி வேகத்தில் 50,000 ஜே ஆகும். அதன் நிறையைக் கண்டறியவும். A) 500 கிலோ B) 1000 கிலோ C) 250 கிலோ D) 200 கிலோ
விடை: B) 1000 கிலோ
தீர்வு: KE = ½mv², எனவே m = 2KE/v² கொடுக்கப்பட்டவை: KE = 50,000 ஜே, v = 10 மீ/வி m = 2×50,000/100 = 1000 கிலோ
சுருக்கு வழி: m = 2KE ÷ v²
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - இயக்க ஆற்றல் கணக்கீடு
Q7. இரண்டு 1000 கிலோ நிறை கொண்ட ரயில் பஃப்பர்கள் இணைக்கும் போது 0.1 மீ அமுக்கப்படுகின்றன. ஆரம்ப வேகம் 2 மீ/வி எனில் சராசரி விசையைக் கண்டறியவும். A) 20,000 N B) 10,000 N C) 40,000 N D) 2000 N
விடை: A) 20,000 N
தீர்வு: KE = ½mv² = 0.5×1000×4 = 2000 ஜே செய்யப்பட்ட வேலை = விசை × தூரம் 2000 = F × 0.1, எனவே F = 20,000 N
சுருக்கு வழி: KE-ஐ வேலையாக மாற்றி, பின்னர் தூரத்தால் வகுக்கவும்
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - வேலை-ஆற்றல் கொள்கை
Q8. 1000 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு ரயில் 1:100 சாய்வில் 2000 N உராய்வுக்கு எதிராக மேல்நோக்கி நகர்கிறது. நிலையான திசைவேகத்திற்குத் தேவையான மொத்த விசையைக் கண்டறியவும். (g=10 மீ/வி²) A) 3000 N B) 1200 N C) 3000 N D) 12000 N
விடை: C) 3000 N
தீர்வு: சாய்வு விசை = mg × sinθ ≈ mg × (1/100) = 1000×10×0.01 = 1000 N மொத்த விசை = சாய்வு விசை + உராய்வு = 1000 + 2000 = 3000 N
சுருக்கு வழி: சிறிய சாய்வுகளுக்கு, சாய்வு விசை ≈ எடை × சாய்வு விகிதம்
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - சாய்தளத்தில் உள்ள விசைகள்
Q9. 2000 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு ரயில் வண்டி 5 மீ/வி வேகத்தில் நகர்ந்து, 3000 கிலோ நிறை கொண்ட நிலையான வண்டியுடன் இணைகிறது. இறுதி திசைவேகத்தைக் கண்டறியவும். A) 2 மீ/வி B) 3 மீ/வி C) 1.5 மீ/வி D) 4 மீ/வி
விடை: A) 2 மீ/வி
தீர்வு: உந்த அழிவின்மை: m₁v₁ = (m₁+m₂)v 2000×5 = (2000+3000)v 10,000 = 5000v, எனவே v = 2 மீ/வி
சுருக்கு வழி: இறுதி திசைவேகம் = (m₁×v₁) ÷ (மொத்த நிறை)
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - உந்த அழிவின்மை
Q10. ஒரு ரயில் இயந்திரம் (5000 கிலோ) 4 பெட்டிகளை (ஒவ்வொன்றும் 2000 கிலோ) 2 மீ/வி² முடுக்கத்தில் இழுக்கிறது. இயந்திரத்திற்கும் முதல் பெட்டிக்கும் இடையேயான இணைப்பு இழுவையைக் கண்டறியவும். A) 16,000 N B) 8000 N C) 24,000 N D) 12,000 N
விடை: A) 16,000 N
தீர்வு: இழுவை 4 பெட்டிகளை இழுக்கிறது: T = m×a பெட்டிகளின் மொத்த நிறை = 4×2000 = 8000 கிலோ T = 8000 × 2 = 16,000 N
சுருக்கு வழி: இழுவை = இழுக்கப்படும் நிறை × முடுக்கம்
கருத்து: இயற்பியல் விசையியல் - இணைக்கப்பட்ட அமைப்புகளில் இழுவை
5 முந்தைய ஆண்டு கேள்விகள்
PYQ 1. 1000 கிலோ கார் மற்றும் 2000 கிலோ லாரி ஒரே உந்தத்தைக் கொண்டுள்ளன. காரின் வேகம் 20 மீ/வி எனில், லாரியின் வேகத்தைக் கண்டறியவும். [RRB NTPC 2021 CBT-1]
விடை: 10 மீ/வி
தீர்வு: உந்த அழிவின்மை: m₁v₁ = m₂v₂ 1000×20 = 2000×v₂ v₂ = 20,000/2000 = 10 மீ/வி
தேர்வு உதவி: உந்தம் சமமாக இருக்கும்போது, கனமான பொருள் மெதுவாக நகரும்
PYQ 2. 50 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு நபரை 3 மீ உயரத்திற்கு உயர்த்த செய்யப்படும் வேலை? (g=10 மீ/வி²) [RRB Group D 2022]
விடை: 1500 ஜே
தீர்வு: W = mgh = 50×10×3 = 1500 ஜே
தேர்வு உதவி: ரயில்வே தேர்வுகளுக்கு g=10 மீ/வி² என நினைவில் கொள்ளவும்
PYQ 3. ஒரு ரயில் 72 கிமீ/மணி இலிருந்து 36 கிமீ/மணி வரை 10 வினாடிகளில் வேகத்தைக் குறைக்கிறது. குறைமுடுக்கத்தைக் கண்டறியவும். [RRB ALP 2018]
விடை: 1 மீ/வி²
தீர்வு: மாற்றம்: 72 கிமீ/மணி = 20 மீ/வி, 36 கிமீ/மணி = 10 மீ/வி a = (v-u)/t = (10-20)/10 = -1 மீ/வி² குறைமுடுக்கம் = 1 மீ/வி²
தேர்வு உதவி: முதலில் கிமீ/மணி-ஐ மீ/வி-ஆக மாற்றவும்: 5/18 ஆல் பெருக்கவும்
PYQ 4. 1000 கிலோ தண்ணீரை 10 மீ உயரத்திற்கு 5 வினாடிகளில் உயர்த்தும் பம்பின் திறன்? (g=10 மீ/வி²) [RRB JE 2019]
விடை: 20,000 W
தீர்வு: வேலை = mgh = 1000×10×10 = 100,000 ஜே திறன் = வேலை/நேரம் = 100,000/5 = 20,000 W
தேர்வு உதவி: திறன் = (எடை × உயரம்) ÷ நேரம்
PYQ 5. 10 கிராம் நிறை கொண்ட ஒரு தோட்டா 400 மீ/வி வேகத்தில் சுடப்பட்டு 2 கிலோ நிறை கொண்ட மரத் தொகுதியில் பதிகிறது. தொகுதியின் திசைவேகத்தைக் கண்டறியவும். [RPF SI 2019]
விடை: 2 மீ/வி
தீர்வு: m₁v₁ = (m₁+m₂)v 0.01×400 = (0.01+2)×v 4 = 2.01v ≈ 2 மீ/வி
தேர்வு உதவி: கிராம்களை கிலோகிராமாக மாற்றவும், சிறிய தோட்டா நிறைக்கு தோராயமாக்கவும்
வேக தந்திரங்கள் & சுருக்கு வழிகள்
| சூழ்நிலை | சுருக்கு வழி | எடுத்துக்காட்டு |
|---|---|---|
| கிமீ/மணி-ஐ மீ/வி-ஆக மாற்றுதல் | 5/18 ஆல் பெருக்கவும் | 72 கிமீ/மணி = 72×5/18 = 20 மீ/வி |
| நிறுத்த தூரத்தைக் கண்டறிதல் | v²/2a (இறுதி v=0 ஆக இருக்கும் போது) | 20 மீ/வி வேகத்தில் 2 மீ/வி² குறைமுடுக்கத்தில்: தூரம் = 400/4 = 100 மீ |
| திறன் கணக்கீடு | P = (mgh)/t | 100 கிலோ 5 மீ உயர்த்த 10 வி: P = (100×10×5)/10 = 500 W |
| உந்த அழிவின்மை | m₁v₁ = m₂v₂ | 1000 கிலோ 10 மீ/வி = 2000 கிலோ 5 மீ/வி |
| ரயிலில் இழுவை | T = m_behind × a | 3 பெட்டிகள் (6000 கிலோ) 2 மீ/வி² இழுக்கப்படுகிறது: T = 6000×2 = 12,000 N |
தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்
| தவறு | மாணவர்கள் ஏன் இதைச் செய்கிறார்கள் | சரியான அணுகுமுறை |
|---|---|---|
| அலகு மாற்றங்களை மறத்தல் | கேள்விகளை விரைவாகச் செய்தல் | எப்போதும் கிமீ/மணி-ஐ மீ/வி-ஆகவும், கிலோ-ஐ கிராம்-ஆகவும் தேவைப்படும்போது மாற்றவும் |
| உந்தத்தில் திசையைப் புறக்கணித்தல் | எல்லா திசைவேகங்களையும் நேர்மறையாகக் கருதுதல் | குறி மரபைக் கருத்தில் கொள்ளவும்: வலது/மேல்நோக்கி நேர்மறை, இடது/கீழ்நோக்கி எதிர்மறை |
| நிறை மற்றும் எடையை குழப்புதல் | விசைக்கு கிலோ-ஐப் பயன்படுத்துதல் | எடை = mg (நியூட்டன்களில்), நிறை கிலோகிராம்களில் |
| வேலைக்கு தவறான சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்துதல் | எப்போதும் W = F×s என்று பயன்படுத்துதல் | விசை இடப்பெயர்ச்சிக்கு இணையாக இல்லாதபோது W = Fs cosθ ஐப் பயன்படுத்தவும் |
| கணக்கீடுகளில் g-ஐ மறத்தல் | g=1 என்று கருதுதல் | ஈர்ப்பு சிக்கல்களுக்கு எப்போதும் g=9.8 அல்லது 10 மீ/வி² பயன்படுத்தவும் |
விரைவு மீள் பார்வை பிளாஷ் கார்டுகள்
| முன் பக்கம் (கேள்வி/சொல்) | பின் பக்கம் (விடை) |
|---|---|
| நியூட்டனின் முதல் விதி | நிலைமம்: F=0 ⇒ a=0 |
| விசையின் அலகு | நியூட்டன் (N) = கிலோ·மீ/வி² |
| இயக்க ஆற்றல் சூத்திரம் | KE = ½mv² |
| நிலை ஆற்றல் சூத்திரம் | PE = mgh |
| திறன் அலகுகள் | வாட் = ஜூல்/வினாடி |
| உந்த அலகுகள் | கிலோ·மீ/வி |
| அழிவின்மை விதி | மொத்த உந்தம் மாறாமல் இருக்கும் |
| வேலை-ஆற்றல் தேற்றம் | செய்யப்பட்ட வேலை = KE-இல் மாற்றம் |
| 1 கிமீ/மணி மீ/வி-இல் | 5/18 மீ/வி |
| g மதிப்பு | 9.8 மீ/வி² (ரயில்வே தேர்வுகளுக்கு 10 பயன்படுத்தவும்) |
பாட இணைப்புகள்
- நேரடி இணைப்பு: இயக்கவியல் வேகம், நேரம் & தூரம் சிக்கல்களுடன் இணைகிறது; ஆற்றல் கருத்துக்கள் மின்சாரத்தில் (திறன் கணக்கீடுகள்) தோன்றும்
- இணைந்த கேள்விகள்: விசையியல் + முக்கோணவியல் (சாய்தளங்கள்); விசையியல் + சதவீதம் (திறன் கணக்கீடுகள்)
- அடித்தளம்: உராய்வு புரிதல் பிரேக் அமைப்புகளுக்கு உதவுகிறது; உந்தக் கருத்துக்கள் பாதுகாப்பு அமைப்புகளில் மோதல் சிக்கல்களுக்கு அவசியம்