TSS 2024 Prelim Ans (P1, P2)

2 0 2 4 P r e l i m P u r e P h y s i c s 4 E x p A n s w e r 1 C 2 D 3 C 4 A 5 C 6 D 7 A 8 D 9 A 1 0 B 1 1 C 1 2 A 1 3 C 1 4 B 1 5 D 1 6 C 1 7 C 1 8 A 1 9 B 2 0 B 2 1 D 2 2 A 2 3 D 2 4 C 2 5 C 2 6 B 2 7 B 2 8 A 2 9 D 3 0 A 3 1 B 3 2 B 3 3 C 3 4 B 3 5 D 3 6 D 3 7 A 3 8 D 3 9 C 4 0 C

1 a S p e e d i n c r e a s e s u n i f o r m l y b y 2 . 0 m / s e v e r y s e c o n d . O R F o r e v e r y 1 s , t h e s p e e d i n c r e a s e s u n i f o r m l y b y 2 . 0 m / s . C o m m e n t s : R e s p o n s e s a r e o f t e n n o t p r e c i s e . S h o u l d n o t j u s t r e p e a t w h a t ’ s a l r e a d y g i v e n i n t h e q u e s t i o n e . g . r a t e o f 2 . 0 m / s 2 . [ 1 ] 1 b C a r A – S t r a i g h t l i n e s t a r t i n g f r o m 0 w i t h a c o n s t a n t g r a d i e n t ( + v a l u e ) [ 1 ] C a r B – H o r i z o n t a l l i n e ( - v a l u e ) [ 1 ] R e l e v a n t n u m e r i c a l v a l u e s f o r b o t h c a r A ( 1 0 m / s a t 5 s m a r k ) a n d B ( a t - 3 . 0 m / s ) [ 1 ] C o m m e n t : C a r B t r a v e l s i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n o f C a r A , h e n c e C a r B ’ s v - t g r a p h w i l l b e n e g a t i v e . [ 3 ] 1 c F r o m v = u + a t , v = 0 + 2 t v = 2 t H e n c e , d i s t a n c e = a r e a u n d e r t h e v - t g r a p h d i s t a n c e = ½ ( t ) ( 2 . 0 t ) t 2 = 1 0 0 0 t = 3 1 . 6 s ( n o e c f ) C o m m e n t : O n l y a f e w s t u d e n t s m a n a g e d t o s o l v e t h i s q u e s t i o n . [ 1 ] [ 1 ] F i g 2 . 1 v e l o c i t y / m / s t / s - 3 1 0 0 5

2 a C o r r e c t m a g n i t u d e o f t e n s i o n s , a n d d i r e c t i o n s o f t e n s i o n s a n d r e s u l t a n t [ 1 ] C o r r e c t a n g l e b e t w e e n t e n s i o n s w h e n a r r a n g e d h e a d t o t a i l ( 8 0 o ) [ 1 ] C o r r e c t m a g n i t u d e o f r e s u l t a n t ( a c c e p t 6 4 0 t o 6 6 0 N ) , a n d t h e r e s h o u l d b e n o d o u b t t h a t t h e d r a w n v e c t o r i s a r e s u l t a n t e . g . d o u b l e a r r o w s o r l a b e l l e d a c c o r d i n g l y [ 1 ] C o m m e n t : T h e r e i s a t e n d e n c y f o r s t u d e n t s t o c h a n g e t h e d i r e c t i o n s o f t h e g i v e n v e c t o r s . P l e a s e n o t e o n l y t h e p o s i t i o n o f a v e c t o r c a n b e s h i f t e d , i t s d i r e c t i o n c a n n o t b e c h a n g e d ! [ 3 ] 2 b G r a v i t a t i o n a l f o r c e o f ( b y ) b a l l o o n a c t i n g o n t h e E a r t h . C o m m e n t : T h e t y p e o f f o r c e i s o f t e n n o t s t a t e d . [ 1 ] 3 a F o r a b o d y i n e q u i l i b r i u m , t h e s u m o f c l o c k w i s e m o m e n t s a b o u t a p i v o t i s e q u a l t o t h e s u m o f a n t i - c l o c k w i s e m o m e n t a b o u t t h e s a m e p i v o t