TKSS 2024 Prelim P2 Ans

1 2 0 2 4 S e c o n d a r y 4 P h y s i c s 6 0 9 1 P r e l i m ( S u g g e s t e d m a r k i n g s c h e m e ) Q u e s t i o n K e y M a r k i n g P o i n t s M a r k s 1 ( a ) F r o m P o i n t A t o C , t h e a c c e l e r a t i o n d e c r e a s e s . F r o m C t o D , t h e s t o n e d e c e l e r a t e s a t a c o n s t a n t r a t e . 1 1 1 ( b ) T h e f a l l i n g s t o n e e x p e r i e n c e s a n u p w a r d a i r r e s i s t a n c e . I t i n c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g s p e e d . A s d o w n w a r d w e i g h t r e m a i n s c o n s t a n t , t h e d o w n w a r d r e s u l t a n t f o r c e d e c r e a s e s . B y F = m a , a c c e l e r a t i o n d e c r e a s e s . 1 1 1 1 ( c ) W h e n v e l o c i t y i s c o n s t a n t , a c c e l e r a t i o n i s z e r o a n d g r a d i e n t o f t h e s p e e d - t i m e g r a p h i s z e r o . F r o m p o i n t A t o C , w h e r e t h e s t o n e i s f a l l i n g i n t h e a i r , t h e r e i s n o p a r t o f t h e g r a p h w h e r e g r a d i e n t i s z e r o . 1 Q u e s t i o n K e y M a r k i n g P o i n t s M a r k s 2 ( a ) C l o c k w i s e m o m e n t = 1 6 5 N x 1 . 2 0 m = 1 9 8 N m o r 1 9 8 0 0 N c m 1 1 2 ( b ) ( i ) T h e c l o c k w i s e m o m e n t s a b o u t O i n c r e a s e s . A s t h e m a n m o v e s u p t h e r a m p , t h e p e r p e n d i c u l a r d i s t a n c e f r o m h i s l i n e o f a c t i o n o f w e i g h t t o p i v o t O i n c r e a s e s . B y m o m e n t = F x d , w i t h w e i g h t c o n s t a n t , m o m e n t i n c r e a s e s . 1 1 2 ( b ) ( i i ) P o i n t O 1 2 b ) ( i i i ) A b o u t p i v o t T , t h e r e a r e t w o a n t i c l o c k w i s e m o m e n t s b y t h e w e i g h t o f t h e r a m p a n d b y t h e w e i g h t o f m a n . A s t h e r a m p i s i n e q u i l i b r i u m , t h e r e m u s t b e a c l o c k w i s e m o m e n t e x e r t e d b y g r o u n d o n r a m p a t p o i n t O t o b a l a n c e t h e s u m o f c l o c k w i s e m o m e n t s . 1 1 Q u e s t i o n K e y M a r k i n g P o i n t s M a r k s 3 ( a ) W h e n t h e b a l l o o n h i t s s t u d e n t B , s o m e e n e r g y i n t h e k i n e t i c s t o r e o f b a l l o o n i s t r a n s f e r r e d t o i n t e r n a l s t o r e o f t h e b a l l o o n a n d i n t e r n a l s t o r e o f t h e s u r r o u n d i n g s . T h e e n e r g y i n t h e k i n e t i c s t o r e o f t h e b a l l o o n d e c r e a s e s . N o e n e r g y i s c r e a t e d o r d e s t r o y e d , t h e t o t a l e n e r g y o f t h e i s o l a t e d s y s t e m i s c o n s t a n t .