SSC পদার্থবিজ্ঞানের ৪র্থ অধ্যায়ের অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর। পদার্থবিজ্ঞানে A+ পাওয়া পানির মত সহজ করে তুলবে এই প্রশ্নগুলি। ১০০% কমন উপযোগী। এই প্রশ্নগুলো শিখে রাখলে পরীক্ষা ইনশাল্লাহ কমন পড়বে। কারণ এখানে বাছাইকৃতভাবে বিভিন্ন নামিদামি ক্যাডেট স্কুল এবং বোর্ড বিশ্লেষণ করে প্রশ্নগুলো সংরক্ষণ করা হয়েছে। নবম দশম শ্রেণীর পদার্থবিজ্ঞানের অনুধাবনমূলক
SSC পদার্থবিজ্ঞানের ৪র্থ অধ্যায়ের অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর
প্রশ্ন ১। বলের বিরুদ্ধে কাজ কী? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : যদি বল প্রয়োগের ফলে বস্তু বলের বিপরীত দিকে সরে যায় তাহলে সেই কাজকে বলের বিরুদ্ধে কাজ বলে। অর্থাৎ যদি বল প্রয়োগের ফলে বলের প্রয়োগবিন্দু বলের বিপরীত দিকে সরে যায় বা বলের বিপরীত দিকে সরণের উপাংশ থাকে তাহলে সেই কাজকে ঋণাত্মক কাজ বা বলের বিরুদ্ধে কাজ বলে। একটি ডাস্টার যদি মেঝে থেকে টেবিলের উপর উঠানো হয় তাহলে অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করা হবে বা অভিকর্ষ বলের জন্য ঋণাত্মক কাজ হবে। কেননা, এ ক্ষেত্রে অভিকর্ষ বল যেদিকে ক্রিয়া করে, সরণ তার বিপরীত দিকে হয়।
প্রশ্ন ২। চলন্ত সিঁড়ি দিয়ে উপরে উঠা কী ধরনের কাজ? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : আমরা জানি, কাজ = বল × বলের দিকে সরণের উপাংশ। একারণে একই বল প্রয়োগের ফলে একই পরিমাণ সরণ বলের সাপেক্ষে বিভিন্ন দিকে হলে কাজ বিভিন্ন হবে। যেমন, F বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে সরণ হলে, কাজ W =Fs এখন চলন্ত সিঁড়ি দিয়ে উপরে উঠার ক্ষেত্রে সিড়ির প্রয়োগকৃত বলের সাপেক্ষে এটি ধনাত্মক কাজ করে। কারণ চলন্ত সিঁড়ি দিয়ে উপরে উঠার ক্ষেত্রে আমরা কোনো বল প্রয়োগ করি না। এক্ষেত্রে সিড়ি অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বল প্রয়োগ করে এবং আমাদের সরণও অভিকর্ষ বলের বিপরীতে ঘটে। আর বল প্রয়োগের দিকে সরণ ঘটে বলে এটি ধনাত্মক কাজ হিসেবে বিবেচিত হবে।
প্রশ্ন ৩। সমান বল প্রয়োগ করলেও সকল ক্ষেত্রে কাজ সমান হয় না। কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : কাজ = বল x বলের দিকে সরণের উপাংশ। এ কারণে একই বল প্রয়োগের ফলে একই পরিমাণ সরণ বলের সাপেক্ষে বিভিন্ন দিকে হলে কাজ বিভিন্ন হবে। যেমন, F বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে সরণ s হলে, কাজ W=Fs আবার, সরণ যদি বলের সাথে ৪ কোণে হয় তবে কাজ হবে, W=Fs cos 6 আবার, সরণ বলের সাথে 90° কোণে হলে, কাজ, W= Fs cos 90° = 0 হয়। অতএব, সমান বল প্রয়োগ করলে সকল ক্ষেত্রে কাজ সমান হয় না।
প্রশ্ন ৪।8250J কাজ বলতে কী বুঝ?
উত্তর 250J কাজ বলতে বুঝায় 250N বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে বলের প্রয়োগ বিন্দুকে। m সরাতে যে কাজ সম্পাদিত হয়।1N বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে বলের প্রয়োগ বিন্দুকে 250 m সরাতে যে কাজ সম্পাদিত হয়।
প্রশ্ন ৫। শক্তি ও কাজের একক অভিন্ন কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যই হচ্ছে শক্তি। কাজ করা মানে শক্তিকে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরিত করা। এক্ষেত্রে কৃতকাজ ও রূপান্তরিত শক্তির পরিমাণ সামান। এর অর্থ হচ্ছে বস্তুটি সর্বমোট যে পরিমাণ কাজ করতে পারে তাই হচ্ছে শক্তি। যেহেতু, কোনো বস্তুর শক্তির পরিমাপ করা হয় তার দ্বারা সম্পন্ন কাজের পরিমাণ থেকে, সুতরাং কাজ ও শক্তির একক একই এবং তা হলো জুল (J)।
প্রশ্ন ৬। পৃথিবী সচল রাখতে কি শক্তির প্রয়োজন নাকি ক্ষমতার প্রয়োজন?
উত্তর : শক্তি হচ্ছে মোট কৃতকাজ আর ক্ষমতা হচ্ছে একক সময়ে কৃতকাজ অর্থাৎ কাজ করার হার। পৃথিবী সচল রাখতে হলে শক্তি প্রয়োজন। কারণ শক্তি আছে বলেই এ জগৎ গতিশীল। শক্তি না থাকলে জগৎ অচল হয়ে পড়বে। আলোক শক্তি আছে বলেই আমরা দেখতে পাই, শব্দ শক্তি আছে বলেই আমরা শুনতে পাই। যান্ত্রিক শক্তির বদৌলতে আমরা চলাফেরা করি। বিদ্যুৎ শক্তির সাহায্যে পাখা ঘুরছে, কল-কারখানা চলছে। এ মহাবিশ্বে শক্তি নানারূপে বিরাজ করছে। শক্তির প্রতিটি রূপ পরস্পরের সাথে সম্পর্কযুক্ত। প্রতিনিয়ত শক্তি রূপান্তরের মাধ্যমে পৃথিবীকে সচল রাখছে।
প্রশ্ন ৭। বিভবশক্তি বলতে কী বুঝায়? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : স্বাভাবিক অবস্থান থেকে পরিবর্তন করে কোনো বস্তুকে অন্য অবস্থানে বা স্বাভাবিক অবস্থা পরিবর্তন করে অন্য কোনো অবস্থায় আনলে বন্ধু কাজ করার যে সামর্থ্য অর্জন করে তাকে বিভব শক্তি বলে।m ভরের কোনো বস্তুকে ভূপৃষ্ঠ থেকে h উচ্চতায় উঠাতে কাজের পরিমাণই হবে বস্তুর বিভব শক্তি। অর্থাৎ বিভব শক্তি 'V হলে V= mgh.
প্রশ্ন ৮। বিভব শক্তি কিসের উপর নির্ভরশীল? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : m ভরের কোনো বস্তুকে ভূপৃষ্ঠ থেকে । উচ্চতায় উঠাতে কৃতকাজই হচ্ছে বস্তুতে সঞ্চিত বিভব শক্তির পরিমাপ। আমরা জানি, বিভব শক্তি = বস্তুর ওজন x উচ্চতা .................. (1) :: V=mg xh বা Voc h অর্থাৎ বিভব শক্তি = বস্তুর ভর × অভিকর্ষজ ত্বরণ x উচ্চতা সমীকরণ থেকে দেখা যায়, উচ্চতা যত বেশি হবে বস্তুর বিভব শক্তিও তত বেশি হবে। অতএব, আমরা বলতে পারি, বিভব শক্তি বস্তুর উচ্চতার উপর নির্ভরশীল। ইউরেনিয়াম। তেল, গ্যাস, কয়লা বা ইউরেনিয়াম এই শক্তিগুলোর মাঝে একটা মিল রয়েছে। এগুলো ব্যবহার করলে খরচ হয়ে যায়। মাটির নিচে কতটুকু তেল, গ্যাস, কাালা আছে কিংবা পৃথিবীতে কী পরিমাণ ইউরেনিয়াম আছে মানুষ সেটা অনুমান করে বের করে ফেলেছে। দেখা গেছে পৃথিবীর মানুষ যে হারে শক্তি ব্যবহার করছে যদি সেই হারে শক্তি ব্যবহার করতে থাকে তাহলে পৃথিবীর শক্তির উৎস তেল, গ্যাস, কয়লা বা ইউরেনিয়াম দিয়ে টেনেটুনে বড়জোর দুই শত বছর চলবে। তারপর আমাদের পরিচিত উৎস যাবে ফুরিয়ে। এজন্যই নিউক্লিয়ার শক্তিকে অনবায়নযোগ্য শক্তি হিসেবে বিবেচনা করা হয়।
প্রশ্ন ৯। একটি স্প্রিংকে টেনে ছেড়ে দিলে তা আবার পূর্বের অবস্থানে ফিরে আসে কেন?
উত্তর : স্থিরাবস্থা থেকে একটি স্প্রিংকে টানলে এর অবস্থানের পরিবর্তন ঘটে। ফলে এটি বিভবশক্তি প্রাপ্ত হয়। এ বিভবশক্তিই স্প্রিংকে তার পূর্বাবস্থায় ফিরিয়ে নিয়ে যায়।
প্রশ্ন ১০। নিউক্লিয় বিক্রিয়া পরিবেশ বান্ধব নয় কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : নিউক্লিয় বিক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয় সাথে আলফা, বিটা বা গামা প্রভৃতি তেজস্ক্রিয় রশ্মিও নির্গত হয়। এসব তেজস্ক্রিয় রশ্মি জীবদেহের জন্য অত্যন্ত ক্ষতিকর। এ কারণে নিউক্লিয় বিক্রিয়া পরিবেশ বান্ধব নয়।
প্রশ্ন ১১। বায়োমাসকে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস বলার কারণ ব্যাখ্যা
উত্তর : বায়োমাস বলতে সেই সব জৈব পদার্থকে বুঝায় যাদেরকে শক্তিতে রূপান্তর করা যায়। জৈব পদার্থসমূহ যাদেরকে বায়োমাস শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহার করা যায় সেগুলো হচ্ছে গাছ-গাছালী, জ্বালানি কাঠ, কাঠের বর্জ্য, শসা, ধানের তুষ ও কুড়া, লতা-পাতা, পশু পাখির মল, পৌর বর্জ্য ইত্যাদি। নবায়নযোগ্য শক্তির অন্যতম উৎস বায়োমাস। বায়োমাস থেকে সহজে বায়োগ্যাস উৎপাদন করা যায়। এ গ্যাস আমরা প্রাকৃতিক গ্যাসের বিকল্প হিসেবে রান্নার কাজে এমনকি বিদ্যুৎ উৎপাদনের কাজেও ব্যবহার করতে পারি। এজন্য বায়োমাসকে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস বলা হয়।
প্রশ্ন ১২। নবায়নযোগ্য শক্তির সামাজিক প্রভাব কী? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : আমাদের সামাজিক জীবনে নবায়নযোগ্য শক্তি ব্যবহারের সুদূর প্রসারী প্রভাব রয়েছে। আমাদের দেশে চাহিদার তুলনায় প্রাকৃতিক শক্তি যেমন কয়লা, খনিজ তেল ও প্রাকৃতিক গ্যাসের মজুদ অতি নগণ্য। তাই আমাদের শক্তির প্রয়োজন মেটাতে অমূল্য বৈদেশিক মুদ্রা ব্যয় করে বিদেশ থেকে খনিজ তেল, কয়লা আমদানি করতে হয়। সেগুলো বিশেষ করে বায়োগ্যাস উৎপাদন ও ব্যবহারে পল্লী অঞ্চলের কিন্তু আমাদের দেশে যে সকল নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস রয়েছে মানুষকে উদ্বুদ্ধ করতে পারলে সহজেই আমাদের পল্লী অঞ্চলের চেহারা বদলে দেওয়া সম্ভব হবে।
প্রশ্ন ১৩। তৃতাপীয় শক্তিকে কিভাবে ব্যবহারযোগ্য করা যায়? ব্যাখ্যা
উত্তর : ভূতাপীয় শক্তিতে তাপের পরিমাণ অনেক বেশি থাকে যা শিলাখণ্ডকে গলিয়ে ফেলে। ভূগর্ভস্থ পানি এই গলিত শিলা বা ম্যাগমার সংস্পর্শে এসে বাষ্পে পরিণত হয়। গর্ত করে পাইপ ঢুকিয়ে উচ্চ চাপে এই বাম্পকে ভূগর্ভ থেকে বের করে আনা যায়। পরে এই বাষ্প দিয়ে টার্বাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়। এভাবে তৃতাপীয় শক্তিকে ব্যবহারযোগ্য করা যায়।
প্রশ্ন ১৪। হটস্পট দিয়ে কিভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়?
উত্তর : ভূগর্ভস্থ পানি হটম্পটের সংস্পর্শে আসলে বাষ্পে পরিণত হয়। এ বাষ্প ভূ-গর্ভে আটকা পড়ে যায়। হট স্পটের ওপর গর্ত করে পাইপ ঢুকিয়ে উচ্চ চাপে এ বাষ্পকে বের করে আনা যায় যা দিয়ে টার্বাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপাদন করা যায়। এভাবেই হটস্পটের সাহায্যে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়।
প্রশ্ন ১৫। নিউক্লিয়ার শক্তিকে অনবায়নযোগ্য শক্তি বলা হয় কেন?
উত্তর : আমরা জানি, যেসকল শক্তিকে বার বার ব্যবহার করা যায় না তাদেরকে অনাবয়নযোগ্য শক্তি বলে। নিউক্লিয়ার শক্তিকে অনবায়নযোগ্য শক্তি বলা হয়। কারণ, বর্তমানে অনেক দেশ নিউক্লিয়ার শক্তিকে ব্যবহার করছে, সেখানেও এক ধরনের জ্বালানির দরকার হয়, সেই জ্বালানি হচ্ছে
প্রশ্ন ১৬। দোলনা একপ্রান্তে টেনে ছেড়ে দিলে অপর প্রান্তে পৌঁছানো পর্যন্ত শক্তির রূপান্তর ব্যাখ্যা কর।উত্তর : দোলনা একপ্রান্তে টেনে ছেড়ে দিলে এটি দুলতে থাকে। এক্ষেত্রে শক্তির রূপান্তর ঘটে। প্রথমত দোলনা টানা হলে এটির অবস্থান পরিবর্তনের কারণে এর মধ্যে স্থিতিশক্তি সঞ্চিত হয়। এরপর দোলনাটি ছেড়ে দিলে এই সঞ্চিত শক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হতে থাকে এবং দোলনার সাম্যবিন্দুতে গতিশক্তি সর্বাধিক হয়ে অপর প্রান্তে গমনের ক্ষেত্রে আবার গতিশক্তি কমতে থাকে। এভাবে অপর প্রান্তের সর্বোচ্চ বিন্দুতে গতিশক্তি শূন্য হয়ে স্থিতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
প্রশ্ন ১৭। কীভাবে নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টর নিয়ন্ত্রণ করা যায়? ব্যাখ্যা
উত্তর : নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টরে প্রচুর পরিমাণ নিউট্রন তৈরি হয়। এই নিউট্রনগুলো পরবর্তীতে আরও নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া ঘটায়। সুতরাং কোনোভাবে যদি উৎপন্ন নিউট্রনগুলো নিয়ন্ত্রণ করা যায় তবে নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টরও নিয়ন্ত্রণ করা যায়। নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টরে ক্যাডমিয়াম দণ্ড ব্যবহার করলে এটি নিউট্রন শোষণের মাধ্যমে, নিউক্লিয়ার রি-অ্যাকশন নিয়ন্ত্রণ করে ফলে নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টর নিয়ন্ত্রিত হয়।
প্রশ্ন ১৮। “শুধু শক্তি থেকে শক্তি পাওয়া যায় না, ভর থেকেও শক্তি পাওয়া যেতে পারে।"- ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : শুধু শক্তি থেকে শক্তি পাওয়া যায় না ভর থেকেও শক্তি পাওয়া যেতে পারে। কারণ বিজ্ঞানী আইনস্টাইনের থিওরি অব রিলেটিভিটিতে বলা হয়েছে যে বস্তুর ভর আর শক্তি একই ব্যাপার, এবং ভর’ m-কে যদি শক্তিতে রূপান্তর করা যায় তাহলে সেই শক্তি এবং এর পরিমাণ হচ্ছে E=mc?, যেখানে হচ্ছে আলোর বেগ। আলোর বেগ (3 × 10 m/s) বিশাল, সেটাকে বর্গ করা হলে আরও বিশাল হয়ে যায়, যার অর্থ অল্প একটু ভরকে শক্তিতে রূপান্তর করতে পারলে আমরা বিশাল শক্তি পেয়ে যাব। নিউক্লিয়ার শক্তিকেন্দ্রে ঠিক এই ব্যাপারটিই করা হয়। সেখানে ইউরেনিয়াম 235 পুরোপুরি অস্থিতিশীল হয়ে Kr2 এবং Bal4l এই দুটো ছোট নিউক্লিয়াসে ভাগ হয়ে যায়। তার সাথে সাথে আরও তিনটি নিউট্রন বের হয়ে আসে যেটা নিচের সমীকরণে দেখানো হয়েছে। এই সমীকরণের বামপাশে যা আছে তার ভর বের করে সেটাকে ডানপাশে যা আছে তার ভরের সাথে তুলনা করলে দেখা যাবে ডান পাশে ভর কম। যেটুকু ভর কম সেটুকু আসলে E = mc2 এর শক্তি হিসেবে বের হয়ে আসে। অর্থাৎ ভর থেকে শক্তি পাওয়া যায়।
প্রশ্ন ১৯। 1 unit বিদ্যুৎ বলতে কী বোঝ?
উত্তর : I unit = 1 kWh ।
কিলোওয়াট ক্ষমতা সম্পন্ন একটি যন্ত্র । ঘণ্টা ধরে যে বিদ্যুৎ শক্তি সরবরাহ বা ব্যয় করে তার পরিমাণকে 1 unit বিদ্যুৎ বলে।
প্রশ্ন ২০। একই দূরত্ব সামনে না হেঁটে সিঁড়ি দিয়ে উঠলে বেশি ক্ষমতার প্রয়োজন হয় কেন?.
উত্তর : একই দূরত্বে সামনে না হেঁটে সিঁড়ি দিয়ে উঠলে বেশি ক্ষমতার প্রয়োজন। কারণ সিড়ি দিয়ে উঠলে অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করতে হয়। সামনে হাটার সময় ওজনের একটি উপাংশের সমান বল প্রয়োগ করতে হয় আর সিঁড়ি দিয়ে উঠার সময় পুরো ওজনের সমান বল প্রয়োগ করতে হয়। অর্থাৎ, সিঁড়ি দিয়ে উঠার সময় সামনে হাঁটার চেয়ে অনেক বেশি বল প্রয়োগ করতে হয় বলে কাজ বেশি হয়। এজন্য ক্ষমতার প্রয়োজনও হয় বেশি।
প্রশ্ন ২১। লভ্য কার্যকর শক্তি কর্মদক্ষতার উপর নির্ভর করে কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : কর্মদক্ষতা হচ্ছে কোনো যন্ত্রের মোট গৃহিত শক্তির কত অংশ কাজে রূপান্তরিত করতে পারে তার শতকরা পরিমাণ। অর্থাৎ কোনো যন্ত্রের কর্মদক্ষতা যত বেশি সেটি তার দ্বারা শোষিত শক্তির তত বেশি অংশ কাজে রূপান্তরিত করতে সক্ষম। আবার কর্মদক্ষতা যত কম সেটি তার দ্বারা গৃহীত শক্তির তত কম অংশ কাজে রূপান্তরিত করতে পারবে। অতএব, উপরোক্ত আলোচনা থেকে স্পষ্ট প্রতিয়মান - লভ্য কার্যকর শক্তি কর্মদক্ষতার উপর নির্ভর করে।
প্রশ্ন ২২। কোনো যন্ত্রের কর্মদক্ষতা 70% বলতে কী বুঝ?
উত্তর : আমরা জানি, কর্মদক্ষতা=(লভ্য কার্যকর শক্তি মোট প্রদত্ত শক্তি × 100% / মোট পদত্ত শক্তি)
সুতরাং কোনো যন্ত্রের কর্মদক্ষতা 70% বলতে বোঝায় যে, এই যন্ত্রে যদি 100J শক্তি দেওয়া হয় তাহলে যন্ত্র থেকে লভ্য কার্যকর শক্তি হবে 7031