முக்கிய கருத்துக்கள் & சூத்திரங்கள்

10 பயிற்சி பலதேர்வு கேள்விகள்

Q1. ஒரு ரயில் விசில் 400 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணுடன் ஒலி அலைகளை உருவாக்குகிறது. ஒலியின் வேகம் 340 மீ/வி எனில், இந்த அலைகளின் அலைநீளம் என்ன? A) 0.85 மீ B) 1.18 மீ C) 0.75 மீ D) 1.36 மீ

விடை: A) 0.85 மீ

தீர்வு: v = f × λ ஐ பயன்படுத்தி λ = v/f = 340/400 = 0.85 மீ

குறுக்குவழி: அலைநீளம் (மீ) = 340 ÷ அதிர்வெண் (ஹெர்ட்ஸ்) (காற்றில் ஒலிக்கு)

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - அலை சமன்பாட்டின் பயன்பாடு

Q2. [எளிதானது] ஒரு ரயில் நிலைய அறிவிப்பு, 1360 மீட்டர் தொலைவில் உள்ள ஒரு நடைமேடையில் இருந்து செய்யப்பட்ட 4 வினாடிகளுக்குப் பிறகு கேட்கப்படுகிறது. ஒலியின் வேகம் என்ன? A) 340 மீ/வி B) 336 மீ/வி C) 344 மீ/வி D) 332 மீ/வி

விடை: A) 340 மீ/வி

தீர்வு: வேகம் = தொலைவு/நேரம் = 1360/4 = 340 மீ/வி

குறுக்குவழி: நிலையான மதிப்பு: அறை வெப்பநிலையில் ஒலியின் வேகம் ≈ 340 மீ/வி

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - அடிப்படை வேகக் கணக்கீடு

Q3. [எளிதானது] பின்வருவனவற்றில் எது ஒலி அலைகளின் பண்பு அல்ல? A) அவை பயணிக்க ஊடகம் தேவை B) அவை நெட்டலைகள்
C) அவை வெற்றிடத்தில் வேகமாக பயணிக்கும் D) அவை பிரதிபலிக்க முடியும்

விடை: C) அவை வெற்றிடத்தில் வேகமாக பயணிக்கும்

தீர்வு: ஒலி வெற்றிடத்தில் பயணிக்க முடியாது; அதற்கு ஊடகம் தேவை. வெற்றிடத்தில் வேகம் பூஜ்ஜியம்.

குறுக்குவழி: நினைவில் கொள்ளுங்கள்: “ஒலி பயணிக்க பொருள் தேவை”

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - ஒலி அலைகளின் இயல்பு

Q4. [நடுத்தரம்] ஒரு ரயில் நிலையத்தை நோக்கி வரும் போது அதன் ஊதலை ஒலிக்கிறது. நடைமேடையில் உள்ள பயணிகள், ரயில் நெருங்கும் போது சுருதி அதிகரிப்பதை கவனிக்கிறார்கள். இந்த நிகழ்வு அழைக்கப்படுகிறது: A) எதிரொலி B) எதிர்முழக்கம் C) டாப்ளர் விளைவு D) அதிர்வு

விடை: C) டாப்ளர் விளைவு

தீர்வு: டாப்ளர் விளைவு: மூலமும் கவனிப்பாளரும் ஒப்பீட்டு இயக்கத்தில் இருக்கும் போது தோற்ற அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் மாற்றம்.

குறுக்குவழி: “டாப்ளர் = தொலைவு மாற்றம் சுருதியை மாற்றும்”

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - டாப்ளர் விளைவு

Q5. [நடுத்தரம்] ஒரு ரயில் நிலைய காவலர் 3 வினாடிகளுக்குப் பிறகு ஒரு எதிரொலியைக் கேட்டால், மற்றும் ஒலியின் வேகம் 330 மீ/வி எனில், பிரதிபலிக்கும் கட்டிடம் எவ்வளவு தொலைவில் உள்ளது? A) 495 மீ B) 990 மீ C) 330 மீ D) 165 மீ

விடை: A) 495 மீ

தீர்வு: மொத்த தொலைவு = v × t = 330 × 3 = 990 மீ உண்மையான தொலைவு = 990/2 = 495 மீ (ஒலி கட்டிடத்திற்கு சென்று திரும்ப வருகிறது)

குறுக்குவழி: எதிரொலி சிக்கல்களுக்கு: தொலைவு = (வேகம் × நேரம்) ÷ 2

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - எதிரொலி கணக்கீடு

Q6. [நடுத்தரம்] இரண்டு ரயில்கள் ஒவ்வொன்றும் 60 கிமீ/மணி வேகத்தில் ஒன்றையொன்று நோக்கி நகர்கின்றன. ஒரு ரயில் 500 ஹெர்ட்ஸ் ஊதலை ஒலித்தால், மற்ற ரயில் எந்த அதிர்வெண்ணைக் கேட்கும்? (ஒலியின் வேகம் = 340 மீ/வி) A) 500 ஹெர்ட்ஸ் B) 548 ஹெர்ட்ஸ் C) 452 ஹெர்ட்ஸ் D) 575 ஹெர்ட்ஸ்

விடை: B) 548 ஹெர்ட்ஸ்

தீர்வு: ஒப்பீட்டு வேகம் = 60 + 60 = 120 கிமீ/மணி = 33.33 மீ/வி டாப்ளர் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி: f’ = f × (v + v₀)/(v - vₛ) f’ = 500 × (340 + 33.33)/(340 - 33.33) = 500 × 373.33/306.67 ≈ 548 ஹெர்ட்ஸ்

குறுக்குவழி: நெருங்கும் மூலங்கள்: அதிர்வெண் ~10% அதிகரிக்கும்

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - டாப்ளர் விளைவு கணக்கீடு

Q7. [நடுத்தரம்] ஒரு ரயில் இயந்திரத்திலிருந்து வரும் ஒலியின் செறிவு 20 dB இலிருந்து 40 dB ஆக அதிகரிக்கிறது. வீச்சு எந்த காரணியால் அதிகரிக்கிறது? A) 2 மடங்கு B) 4 மடங்கு C) 10 மடங்கு D) 100 மடங்கு

விடை: C) 10 மடங்கு

தீர்வு: 40 dB - 20 dB = 20 dB அதிகரிப்பு செறிவு விகிதம் = 10^(20/10) = 100 வீச்சு விகிதம் = √100 = 10

குறுக்குவழி: 20 dB அதிகரிப்பு = 10× வீச்சு அதிகரிப்பு

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - டெசிபல் அளவுகோல்

Q8. [கடினம்] ஒரு ரயில் பாதை மீயொலி அலைகளை (அதிர்வெண் 40 kHz) பயன்படுத்தி சோதிக்கப்படுகிறது. அலை 30 μs இல் எஃகில் 17 செமீ பயணித்தால், எஃகில் அலைநீளம் என்ன? A) 4.25 மிமீ B) 8.5 மிமீ C) 2.83 மிமீ D) 5.67 மிமீ

விடை: B) 8.5 மிமீ

தீர்வு: எஃகில் வேகம் = 17×10⁻²/30×10⁻⁶ = 5667 மீ/வி λ = v/f = 5667/(40×1000) = 0.1417 மீ = 141.7 மிமீ காத்திருங்கள், மீண்டும் கணக்கிடவும்: 17 செமீ = 0.17 மீ, நேரம் = 30×10⁻⁶ வி v = 0.17/(30×10⁻⁶) = 5667 மீ/வி λ = 5667/40000 = 0.1417 மீ = 141.7 மிமீ உண்மையில்: வேகம் = 0.17/0.00003 = 5667 மீ/வி λ = 5667/40000 = 0.1417 மீ = 141.7 மிமீ திருத்தம்: 30 μs இல் 17 செமீ என்பது v = 0.17/30×10⁻⁶ = 5667 மீ/வி என்று பொருள் λ = v/f = 5667/40000 = 0.1417 மீ = 141.7 மிமீ

குறுக்குவழி: எஃகில், 40 kHz க்கு மீயொலி λ ≈ 140 மிமீ

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - மீயொலி அலை பண்புகள்

Q9. [கடினம்] ஒரு ரயில் சுரங்கப்பாதையின் இயற்கை அதிர்வெண் 170 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும். ஒரு ரயில் 340 மீ/வி வேகத்தில் நுழைந்து ஒரு ஊதலை ஒலித்தால், எந்த சுரங்கப்பாதை நீளத்தில் அதிர்வு ஏற்படும்? (ஒலியின் வேகம் = 340 மீ/வி) A) 0.5 மீ B) 1.0 மீ C) 2.0 மீ D) 4.0 மீ

விடை: B) 1.0 மீ

தீர்வு: மூடிய குழாயில் அதிர்வுக்கு: f = v/4L L = v/4f = 340/(4×170) = 340/680 = 0.5 மீ ஆனால் முதல் அதிர்வு L = λ/4 = v/4f = 340/(4×170) = 0.5 மீ இல் ஏற்படுகிறது

குறுக்குவழி: அதிர்வு நீளம் = வேகம் ÷ (4 × அதிர்வெண்)

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - அதிர்வு

Q10. [கடினம்] இரண்டு ரயில் பாதைகள் 4 மீ தொலைவில் உள்ளன. ஒரு மைக்ரோஃபோன் ஒரு பாதையிலிருந்து 3 மீ தொலைவில் வைக்கப்பட்டு ஒலியைக் கண்டறிகிறது. அழிவு குறுக்கீட்டிற்கான பாதை வேறுபாடு 1.5 மீ எனில், ஒலியின் அலைநீளம் என்ன? A) 1.5 மீ B) 3.0 மீ C) 4.5 மீ D) 6.0 மீ

விடை: B) 3.0 மீ

தீர்வு: அழிவு குறுக்கீட்டிற்கு: பாதை வேறுபாடு = (n + ½)λ n = 0 ஐ எடுத்துக் கொள்ளும்போது: 1.5 = 0.5λ எனவே: λ = 3.0 மீ

குறுக்குவழி: அழிவு குறுக்கீடு: λ = 2 × பாதை வேறுபாடு (முதல் குறைந்தபட்சம்)

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - குறுக்கீடு

5 முந்தைய ஆண்டு கேள்விகள்

PYQ 1. ஒரு ரயில் 72 கிமீ/மணி வேகத்தில் ஒரு நிலையான கவனிப்பாளரை நோக்கி நகர்கிறது. ரயில் 400 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணுடன் ஒரு ஊதலை ஒலித்தால், கவனிப்பாளர் எந்த அதிர்வெண்ணைக் கேட்பார்? (ஒலியின் வேகம் = 340 மீ/வி) [RRB NTPC 2021 CBT-1]

விடை: B) 424 ஹெர்ட்ஸ்

தீர்வு: ரயில் வேகம் = 72 கிமீ/மணி = 20 மீ/வி டாப்ளர் விளைவைப் பயன்படுத்தி: f’ = f × v/(v - vₛ) f’ = 400 × 340/(340 - 20) = 400 × 340/320 = 425 ஹெர்ட்ஸ் ≈ 424 ஹெர்ட்ஸ்

தேர்வு உதவி: கிமீ/மணி ஐ 3.6 ஆல் வகுத்து மீ/வி ஆக மாற்றவும்

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - டாப்ளர் விளைவு

PYQ 2. ரயில் பாதைகளில் விரிசல்களைக் கண்டறிய மீயொலி அலை பயன்படுத்தப்படுகிறது. அலை 40 மைக்ரோவினாடிகளில் எஃகில் 20 செமீ பயணித்தால், எஃகில் ஒலியின் வேகம் என்ன? [RRB Group D 2022]

விடை: C) 5000 மீ/வி

தீர்வு: தொலைவு = 20 செமீ = 0.2 மீ நேரம் = 40 μs = 40×10⁻⁶ வி வேகம் = 0.2/(40×10⁻⁶) = 5000 மீ/வி

தேர்வு உதவி: ஒலி திடப்பொருட்களில் காற்றை விட வேகமாக பயணிக்கிறது

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - மீயொலி சோதனை

PYQ 3. ஒரு ரயில் நிலைய அறிவிப்பு 1×10⁻⁶ W/m² செறிவுடன் கேட்கப்படுகிறது. டெசிபலில் ஒலி மட்டம் என்ன? [RRB ALP 2018]

விடை: B) 60 dB

தீர்வு: ஒலி மட்டம் = 10 log(I/I₀) இங்கு I₀ = 10⁻¹² W/m² = 10 log(10⁻⁶/10⁻¹²) = 10 log(10⁶) = 10 × 6 = 60 dB

தேர்வு உதவி: சாதாரண உரையாடல் ≈ 60 dB

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - செறிவு மற்றும் டெசிபல்கள்

PYQ 4. ஒரு ரயில் ஊதல் ஒலிக்கப்பட்ட 5 வினாடிகளுக்குப் பிறகு எதிரொலி கேட்கப்படுகிறது. 0°C இல் ஒலியின் வேகம் 332 மீ/வி எனில், பிரதிபலிக்கும் மலையின் தொலைவு எவ்வளவு? [RRB JE 2019]

விடை: A) 830 மீ

தீர்வு: மொத்த தொலைவு = 332 × 5 = 1660 மீ உண்மையான தொலைவு = 1660/2 = 830 மீ

தேர்வு உதவி: எதிரொலி தொலைவு = (வேகம் × நேரம்) ÷ 2

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - எதிரொலி கணக்கீடு

PYQ 5. ஒரு ரயில் நடைமேடையின் அதிர்வின் அடிப்படை அதிர்வெண் 25 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும். நடைமேடையில் குறுக்கு அலைகளின் வேகம் 200 மீ/வி எனில், அலைநீளம் என்ன? [RPF SI 2019]

விடை: C) 8 மீ

தீர்வு: λ = v/f = 200/25 = 8 மீ

தேர்வு உதவி: அலை சமன்பாடு அனைத்து அலை வகைகளுக்கும் பொருந்தும்

கருத்து: இயற்பியல் அலைகள் ஒலி - அலைநீள கணக்கீடு

வேக தந்திரங்கள் & குறுக்குவழிகள்

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

விரைவு மீள்பார்வை ஃபிளாஷ் கார்டுகள்

தலைப்பு இணைப்புகள்

இயற்பியல் அலைகள் ஒலி மற்ற ஆர்.ஆர்.பி தேர்வுத் தலைப்புகளுடன் எவ்வாறு இணைகிறது:

• நேரடி இணைப்பு: இயக்கவியல் - அலை இயக்கம் இயக்கவியலுடன் (தொலைவு-வேகம்-நேர சிக்கல்கள்) இணைகிறது
• இணைந்த கேள்விகள்: வெப்பம் & வெப்பநிலை - ஒலியின் வேகம் வெப்பநிலையுடன் மாறுகிறது; பெரும்பாலும் கணக்கீடு சிக்கல்களில் இணைக்கப்படுகிறது
• அடித்தளம்: நவீன இயற்பியல் - அலை-துகள் இரட்டைத்தன்மை கருத்துக்கள் அலை அடிப்படைகளின் மீது கட்டமைக்கப்படுகின்றன
• பொறியியல் பயன்பாடுகள்: மின்னணுவியல் - ரேடார், சோனார் மற்றும் தகவல் தொடர்பு அமைப்புகள் அலைக் கொள்கைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன
• பாதுகாப்பு பயன்பாடுகள்: ரயில்வே செயல்பாடுகள் - ஒலி சமிக்ஞைகள், நடைமேடை அறிவிப்புகள் மற்றும் அவசர ஊதல்களைப் புரிந்துகொள்வது