A/L 2001 MCQ – வினா 13 - விடையும் விளக்கமும்

இரு முனைகளிலும் திறந்துள்ள நீளம் 50 cm ஐ உடைய பொள் உருளைக் குழாய் ஒன்று வளியில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. தூய தொனிகளை உண்டாக்கும் ஒலி முதல் ஒன்று குழாயின் ஒரு முனைக்கு அண்மையில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. காலப்பட்ட ஒலியின் மீடிறன் மிகத் தாழ்ந்த பெறுமானத்திலிருந்து ஆரம்பித்துப் படிப்படியாக அதிகரிக்கப்படுகின்றது. மீடிறன் 320 Hz இலே குழாய் பரிவுறுகின்றது. வளியில் ஒலியின் கதி

1. (1) 160 ms^-1
2. (2) 320 ms^-1
3. (3) 340 ms^-1
4. (4) 360 ms^-1
5. (5) 640 ms^-1

சரியான விடை: (2)

விளக்கம்

குழாயின் முனைக்கு அண்மையில் வைக்கப்பட்ட ஒலிமுதலின் மீடிறன் மிகத் தாழ்ந்த பெறுமானத்திலிருந்து ஆரம்பித்துப் படிப்படியாக அதிகரிக்கப்படுகிறது. முதலாவது பரிவு 320 Hz இல் நடைபெறுகிறது. அதாவது குழாய் அடிப்படை தொனியில் அதிர்கின்றது.

அடிப்படைத் தொனியில் அதிரும் குழயினுள்ளே இருக்கும் வளி அதிர்வின் வடிவம் அருகிலுள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. திறந்த முனைகளில் இயக்க முரன்கணு ஏற்ப்படும்.

படத்திலிருந்து, குழாயின் நீளம் (L) ஆனது இரண்டு λ/4 களுக்கு சமமானது.

அதாவது,
          2 x λ/4 = L

          λ = 2L

             = 2 x 50 cm

             = 1 m

பரிவு நடைபெறுவதால், குழாயினுள்ளே இருக்கும் வளியின் மீடிறனும் ஒலிமுதலின் மீடிறனும் சமமாக இருக்கும். அதாவது குழாயினுள்ளே இருக்கும் வளியின் மீடிறன் 320 Hz ஆகும்.

வளியில் ஒலியின் வேகம் v ஐ கணிப்பதற்கு,

          v = f λ

          v = 320 x 1

             = 320 ms^-1

எனவே சரியான விடை (2) ஆகும்.