SSC পদার্থবিজ্ঞানের ২য় 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 ২য় অধ্যায়ের অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর
প্রশ্ন ১। চলন্ত বাস হতে বাইরের গাছপালাগুলোকে গতিশীল মনে হয়- ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : চলন্ত বাস হতে বাইরের গাছপালাগুলোকে গতিশীল মনে হয়। কারণ বাস যে বেগে গতিশীল থাকে বাইরের স্থির কোনো বস্তুকে বাসের সাপেক্ষে বাসের গতির বিপরীত দিকে আপেক্ষিকভাবে গতিশীল মনে হয়। অর্থাৎ গাছপালাগুলো আপেক্ষিক বেগের কারণে গতিশীল মনে হয় যেখানে চলন্ত বাসটিকে প্রসঙ্গ কাঠামো হিসেবে বিবেচনা করা হয়।
প্রশ্ন ২। পরম স্থিতি ও পরম গতি পাওয়া সম্ভব নয় কেন? ব্যাখ্যা কর
উত্তর : আমরা সাধারণত কোনো প্রসঙ্গ বস্তুর সাপেক্ষে অন্য বস্তুকে স্থিতিশীল বা গতিশীল বলে থাকি। কিন্তু এ মহাবিশ্বে এমন কোনো প্রসঙ্গ বস্তু পাওয়া সম্ভব নয়, যা প্রকৃতপক্ষে স্থির রয়েছে। কারণ, পৃথিবী প্রতিনিয়ত সূর্যের চারদিকে ঘুরছে, সূর্যও তার গ্রহ, উপগ্রহ নিয়ে নভোমণ্ডলের চারদিকে ঘুরছে। কাজেই আমরা যখন কোনো বস্তুকে স্থিতিশীল বা গতিশীল বলি, তা আমরা কোনো আপাত স্থিতিশীল বস্তুর সাপেক্ষে বলে থাকি । এজন্যই পরমস্থিতি ও পরমগতি পাওয়া সম্ভব নয়।
প্রশ্ন ৩। “সকল সরল স্পন্দন গতি পর্যায়বৃত্ত গতি, কিন্তু সকল পর্যায়বৃত্ত গতি সরল স্পন্দন গতি নয়”- ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : যে গতি একটি নির্দিষ্ট সময়ের ব্যবধানে পুনরাবৃত্ত হয় তাকে পর্যাবৃত্ত গতি বলে । কোনো পর্যাবৃত্ত গতিসম্পন্ন বস্তুকণার গতি তখনই সরল স্পন্দন হয় যখন বস্তুকণার ত্বরণ সাম্যাবস্থান থেকে বস্তুকণাটির সরণের সমানুপাতিক এবং সর্বদাই সাম্যাবস্থান অভিমুখী হয়। সুতরাং সরল স্পন্দন গতি এক বিশেষ ধরনের পর্যাবৃত্ত গতি। কিন্তু সব "পর্যাবৃত্ত গতি সরল স্পন্দনের বিশেষ শর্তগুলো মেনে চলে না। তাই সব পর্যাবৃত্ত গতি সরল স্পন্দন গতি হতে পারে না। যেমন কাঁটার গতি বা সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর গতি হলো পর্যাবৃত্ত গতি, কিন্তু সরল স্পন্দন গতি নয়। তাই বলা যায়, সকল সরল স্পন্দন গতিই পর্যাবৃত্ত গতি কিন্তু সকল পর্যাবৃত্ত গতিই সরল স্পন্দন গতি নয়।
প্রশ্ন ৪। কম্পনশীল সুরশলাকার গতিকে স্পন্দন গতি বলা হয় কেন?
উত্তর : পর্যাবৃত্ত গতিসম্পন্ন কোনো কণা যদি পর্যায়কালের অর্ধেক সময় একদিকে চলে বাকি অর্ধেক সময় পূর্ব গতির বিপরীত দিকে চলে, তবে তার গতিকে স্পন্দন গতি বলে। সুরশলাকা, তার গতিপথের মধ্যবিন্দু হতে উভয় দিকে সরণের জন্য সমান সময় নেয় এবং দিক প্রথম দিকের বিপরীত হয়। সুতরাং বলা যায়, কম্পনশীল সুরশলাকার গতি স্পন্দন গতি।
প্রশ্ন ৫। সূর্যের চতুর্দিকে পৃথিবীর গতি পর্যায়বৃত্ত গতি হলেও স্পন্দন গতি নয় কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : যদি কোনো বস্তু তার গতিপথের কোনো নির্দিষ্ট বিন্দুকে নির্দিষ্ট সময় পর পর একই দিক থেকে অতিক্রম করে তবে বস্তুর ঐ গতিকে পর্যাবৃত্ত গতি বলে। আর যে পর্যাবৃত্ত গতিসম্পন্ন বস্তু তার পর্যায়কালের অর্ধেক সময় একটি নির্দিষ্ট দিকে এবং বাকি অর্ধেক সময় বিপরীত দিকে গতিশীল থাকে তবে তার গতিকে স্পন্দন গড়ি বলে। সূর্যের চারদিকে পৃথিবী একটি ধ্রুব বেগে সর্বদা একইদিনে গতিশীল থাকে বিধায় এর গতি পর্যাবৃত্ত গতি হলেও স্পন্দন গতি নয় পাঠ ২.৩ স্কেলার ও ভেক্টর রাশি
প্রশ্ন ৬। ভেক্টর রাশিকে প্রকাশ করার জন্য মান ও দিকের প্রয়োজ হয় কেন?
উত্তর : যে সকল ভৌত রাশির মান ও দিক উভয়ই আছে তাদেরে ভেক্টর রাশি বলে। যেমন- সরণ, বেগ, ত্বরণ, বল, তড়িৎ প্রাবন ইত্যাদি। এই রাশিগুলোকে প্রকাশ করার জন্য যান ও দিক উভয়ের প্রয়োজন হয়। কারণ শুধু মান অথবা শুধু দিক দ্বারা এই রাশিগুলো সম্পর্কে সম্যক ধারণা পাওয়া যায় না। যেমন কোনো ব্যক্তির সঠিক অবস্থান নির্ণয়ের জন্য দূরত্বের সাথে দিকও উল্লেখ করতে হয়। কারণ নির্দিষ্ট দিকে নির্দিষ্ট পরিমাণ দূরত্বে গেলেই তাকে শনাক্ত করা যাবে।
প্রশ্ন ৭। গতিশীল বস্তুর অতিক্রান্ত দূরত্ব শূন্য হয় না কিন্তু সরণ শূন্য
উত্তর : আমরা জানি, সরণ হচ্ছে নির্দিষ্ট দিকে বস্তুর অতিক্রান্ত দূরত্ব। এটি বস্তুর আদি ও শেষ অবস্থানের মধ্যে রৈখিক দূরত্ব নির্দেশ করে। ফলে সরণ বস্তুর গতিপথের উপর নির্ভর করে না। অন্যদিকে দূরত্ব হচ্ছে বস্তুর অতিক্রান্ত পথের দৈর্ঘ্য। এটি গতিপথের উপর নির্ভর করে। এ কারণে বস্তু বৃত্তাকার পথে সম্পূর্ণ পথ ঘুরে পূর্বের অবস্থানে আসলে এর সরণ শূন্য হয়। কিন্তু এর দূরত্ব হয় বৃত্তাকার পথের পরিধি।
প্রশ্ন ৮। গতিশীল বস্তুর অতিক্রান্ত দূরত্ব থাকলেও সরণ নাও থাকতে পারে- ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : সরণ হচ্ছে নির্দিষ্ট দিকে বস্তুর অতিক্রান্ত দূরত্ব। এটি বস্তুর আদি ও । অবস্থানের মধ্যে রৈখিক দূরত্ব নির্দেশ করে। ফলে সরণ। বস্তুর গতিপথের উপর নির্ভর করে না। অন্যদিকে দূরত্ব হচ্ছে বস্তুর অতিক্রান্ত পথের দৈর্ঘ্য। এটি গতিপথের উপর নির্ভর করে। এ কারণে বস্তু বৃত্তাকার পথে সম্পূর্ণ পথ ঘুরে পূর্বের অবস্থানে আসলে এর সরণ শূন্য হয়। কিন্তু এর দূরত্ব হয় বৃত্তাকার পথের পরিধি। অতএব, গতিশীল বস্তুর অতিক্রান্ত দূরত্ব থাকলেও সরণ নাও থাকতে পারে।
প্রশ্ন ৯। বৃত্তাকার পথে এক পাক ঘুরলে সরণ কত হবে ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : বৃত্তাকার পথে একপাক ঘুরলে সরণ হবে শূন্য। নির্দিষ্ট দিকে কোনো বস্তুর অবস্থার পরিবর্তনই হলো বস্তুটির সরণ। কোনো বস্তুর সরণ পথের উপর নির্ভর করে না, বরং এটি বস্তুর আদি ও শেষ অবস্থানের উপর নির্ভর করে। বৃত্তাকার পথে একপাক ঘুরে আসলে বস্তুর আদি ও শেষ অবস্থানের মধ্যে কোনো পরিবর্তন ঘটে না তাই এক্ষেত্রে সরণ শূন্য হয়।
প্রশ্ন ১০ ৷ সুষম দ্রুতিতে চলমান বস্তুর বেগ সুষম নাও হতে পারে। — ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : বৃত্তাকার পথে সুষম দ্রুতিতে চলমান বস্তুর বেগ সুষম নাও হতে পারে। কোনো গতিশীল বস্তুর বেগের মান ও দিক অপরিবর্তিত থাকলে সেই বস্তুর রেগকে সুষম বেগ বলে। বৃত্তাকার পথে চলমান বস্তুর বেগের মান অপরিবর্তিত থাকলেও বেগের দিক প্রতিনিয়ত পরিবর্তিত হয়। ফলে বেগ সুষম হয় না।
প্রশ্ন ১১। “গড়বেগ শূন্য হলেও গড় দ্রুতি শূন্য নাও হতে পারে"ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : নির্দিষ্ট সময় ব্যবধানে কোনো বস্তু নির্দিষ্ট দিকে গড়ে একক সময়ে যে দূরত্ব অতিক্রম করে, তাই বস্তুটির গড় বেগ। অন্যদিকে, নির্দিষ্ট সময় ব্যবধানে একক সময়ে কোনো বস্তুর গড় অতিক্রান্ত দূরত্বই তার গড় দুতি।
প্রশ্ন ১২। দ্রুতি ও বেগের মাত্রা এক হলেও রাশি দুটি এক নয়— ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : দ্রুতি একটি স্কেলার রাশি এবং বেগ একটি ভেক্টর রাশি হওয়ায় মাত্রা অভিন্ন হলেও রাশি দুটি এক নয়। দ্রুতি ও বেগের মাত্রা LTH তবে এদের সংজ্ঞা আলাদা। যেকোনো দিকে সময়ের সাপেক্ষে বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তনের হার হলো দ্রুতি। পক্ষান্তরে নির্দিষ্ট দিকে সময়ের সাপেক্ষে বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তনের হার হলো বেগ। অর্থাৎ দ্রুতি দিক নিরপেক্ষ হলেও বেগ নির্ণয়ে দিক অপরিহার্য। এজন্য দ্রুতি ও বেগের মাত্রা এক হলেও রাশি দুটি এক নয়।
প্রশ্ন ১৩। “বেগের পরিবর্তন না হলে ত্বরণ থাকে না"—ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : আমরা জানি, বেগের পরিবর্তনের হার তথা একক সময়ে বেগের পরিবর্তনই ত্বরণ। যদি কোনো বস্তুর আদিবেগ u, শেষবেগ এবং সময় । হয় তবে বস্তুর ত্বরণ, a ==== কিন্তু বস্তুর শেষবেগ = আদিবেগ হলে অর্থাৎ v = u হলে ত্বরণ, a = "+" = a = 0 অর্থাৎ রেগের পরিবর্তন না হলে বা সুষম বা সমবেগে যদি বস্তু চলতে থাকে তবে বস্তুর ত্বরণ থাকে না।
প্রশ্ন ১৪। অভিকর্ষজ ত্বরণ সুষম ত্বরণ কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর ; কোনো বস্তুর বেগ যদি নির্দিষ্ট দিকে সবসময় একই হারে বাড়তে থাকে তাহলে সে ত্বরণকে সুষম ত্বরণ বা সমত্বরণ বলে। অর্থাৎ বেগ বৃদ্ধির হার সমান হলেই তা সুষম ত্বরণ, অভিকর্ষের প্রভাবে মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর ত্বরণ সুষম ত্বরণ। কারণ বস্তুটি যখন ভূপৃষ্ঠের দিকে আসবে তখন এর বেগ প্রতি সেকেন্ডে 9.8ms" করে বাড়তে থাকবে।
প্রশ্ন ১৫। নিক্ষিপ্ত বস্তুর ত্বরণ ঋণাত্মক হয় কেন?
উত্তর : আমরা জানি, নিক্ষিপ্ত বস্তুর ক্ষেত্রে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বস্তুর সরণ ঘটে। ফলে সময়ের সাথে সাথে বস্তুর বেগ হ্রাস পেতে থাকে। খাড়াভাবে নিক্ষেপের ক্ষেত্রে এই বেগ হ্রাসের হার প্রতি সেকেন্ডে 9.8m s। আবার বেগ পরিবর্তনের হারকে ত্বরণ বলে। অর্থাৎ নিক্ষিপ্ত বস্তুর ত্বরণ ঋণাত্মক হয়। এর ফলে বস্তুটি সর্বোচ্চ উচ্চতায় উঠে আবার ভূমিতে ফিরে আসে।
প্রশ্ন ১৬। উপরের দিকে নিক্ষিপ্ত বস্তুর বেগ সুষম নয়— ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : আমরা জানি, নিক্ষিপ্ত বস্তুর ক্ষেত্রে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বস্তুর সরণ ঘটে। ফলে সময়ের সাথে সাথে বস্তুর বেগ হ্রাস পেতে থাকে। খাড়াভাবে নিক্ষেপের ক্ষেত্রে এই বেগ হ্রাসের হার প্রতি সেকেন্ডে 9.8m shy অর্থাৎ সময়ের সাথে বেগের পরিবর্তন ঘটে। এজন্যই উপরের দিকে নিক্ষিপ্ত বস্তুর বেগ সুষম নয়।
প্রশ্ন ১৭। কোনো বস্তুর ত্বরণ 10ms পূর্বদিকে বলতে কী বুঝ?
উত্তর : কোনো বস্তুর ত্বরণ 10ms পূর্বদিক বলতে বোঝায়, বস্তুটির বেগ প্রতি সেকেন্ডে 10 ms করে বৃদ্ধি পায় এবং যার দিক পূর্বদিকে।
প্রশ্ন ১৮। গতি শূন্য কিন্তু ত্বরণ শূন্য নয়—এটি সম্ভব কী? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : গতি শূন্য কিন্তু ত্বরণ শূন্য নয়— এটি সম্ভব। ত্বরণ কেবল গতির সাথে সম্পর্কিত নয়। ত্বরণ প্রযুক্ত বলের সাথে সম্পর্কিত। কোনো বস্তুর উপর বল প্রয়োগে যদি বস্তুটি গতিপ্রাপ্ত নাও হয় তবুও ত্বরণ কাজ করবে। এই ত্বরণের মান a যেখানে, F প্রযুক্ত বল এবং m বস্তুটির ভর ।
প্রশ্ন ১৯। সমত্বরণের বেলায় দ্বিগুণ সময়ে দ্বিগুণ দূরত্ব অতিক্রম করা যায় না- ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : আমরা জানি, দূরত্ব ও সময়ের সম্পর্ক নিম্নরূপit + ½ at এখন, দ্বিগুণ সময়ে অতিক্রান্ত দূরত্ব, 4.2 at s=ut + s' = u (21) + 2a (20) 2 = 2ut + 4. at + 1 = 2ut + 2.2 at + 2. 2.2 at = 2 (ut + 2at) + 2.2 at বা, s' = 2s + at? উপরোক্ত সম্পর্কে এটি স্পষ্ট যে, s' ≠ 2s. অর্থাৎ, সমত্বরণের বেলায় “দ্বিগুণ সময়ে দ্বিগুণ দূরত্ব অতিক্রম করা যায় না।
প্রশ্ন ২০। মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর সরণ পরিবর্তনের হার একই থাকে না কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তর : আমরা জানি, কোনো বস্তু, মুক্তভাবে নিচের দিকে পড়তে থাকলে বস্তুটির উপর অভিকর্ষজ ত্বরণ ক্রিয়া করে। আর, অভিকর্ষজ বলের প্রভাবে পড়ন্ত বস্তুর সরণ পরিবর্তনের হার অর্থাৎ বেগ বৃদ্ধির হারই হলো অভিকর্ষজ ত্বরণ। এখান থেকে এটা স্পষ্ট যে, স্থির অবস্থা থেকে কোনো বস্তু নিচের দিকে পড়তে থাকলে, এর সরণ পরিবর্তনের হার অর্থাৎ বেগ বৃদ্ধি পায়। পড়ন্ত বস্তুর ২য় সূত্রেও উল্লেখ করা হয়েছে, বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুর বেগ, সময়ের সমানুপাতিক। অর্থাৎ সময় বাড়লে বেগ বৃদ্ধি পায়।
প্রশ্ন ২১। উচ্চতা বাড়িয়ে কোনো নির্দিষ্ট বস্তুকে ছেড়ে দিলে পূর্বের চেয়ে বেশি জোরে ভূমিতে আঘাত করবে ব্যাখ্যা কর। উত্তর : আমরা জানি, h উচ্চতা থেকে একটি স্থির বস্তুকে মুক্তভাবে ছেড়ে দিলে তা যদি ভূমিকে v বেগে আঘাত করে তাহলে, 12 = 2gh [এখানে, g = অভিকর্ষজ ত্বরণ] বা, v = √2 gh বা, vxVh নির্দিষ্ট স্থানের ক্ষেত্রে g এর মান স্থির অর্থাৎ, বেগের মান উচ্চতার বর্গমূলের সমানুপাতিক। সুতরাং উচ্চতা বেশি হলে বেগের মান বেশি হবে। আবার গতিশক্তি T = ½ mv এক্ষেত্রে বেগের মান বেশ হলে গতিশক্তি বেশি হবে। সুতরাং আমরা : বলতে পারি, উচ্চতা বাড়িয়ে কোনো নির্দিষ্ট বস্তুকে ছেড়ে দিলে পূর্বের চেয়ে বেশি জোরে ভূমিতে আঘাত করবে।
প্রশ্ন ২২। স্থির অবস্থান থেকে কোনো বস্তু নিচের দিকে পড়তে থাকলে তার বেগের পরিবর্তন হয় কেন?
উত্তর : স্থির অবস্থা থেকে কোনো বস্তু নিচের দিকে পড়তে থাকলে বস্তুটির উপর অভিকর্ষজ ত্বরণ ক্রিয়া করে। আর, অভিকর্ষজ বলের প্রভাবে পড়ন্ত বস্তুর বেগ বৃদ্ধির হারই হলো অভিকর্ষজ ত্বরণ। এখান থেকে এটা স্পষ্ট যে, স্থির অবস্থা থেকে কোনো বস্তু নিচের দিকে পড়তে থাকলে, এর বেগ বৃদ্ধি পায়। পড়ন্ত বস্তুর ২য় সূত্রেও বলা হয়েছে, বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুর বেগ, সময়ের সমানুপাতিক। অর্থাৎ সময় বাড়লে বেগ বৃদ্ধি পায়। অতএব, আমরা বলতে পারি যে, স্থির অবস্থা থেকে কোনো বস্তু নিচে পড়তে থাকলে বেগের পরিবর্তন হয়।
প্রশ্ন ২৩। পড়ন্ত বস্তুর তৃতীয় সূত্রটি ব্যাখ্যা কর।
পড়ন্ত বস্তুর তৃতীয় সূত্র : স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তু নির্দিষ্ট সময়ে যে দূরত্ব (h) অতিক্রম করে তা ঐ সময়ের (t) বর্গের সমানুপাতিক অর্থাৎ, hact. এক্ষেত্রে, স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তু, ti, b2, 3, সময়ে যথাক্রমে hi, hz, h3 ... দূরত্ব অতিক্রম করলে, h₂ # = ধ্রুবক 2 t3
প্রশ্ন ২৪। বস্তুর ওজন পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে বিভিন্ন হয় কেন ব্যাখ্যা কর।
গোলাকার না হওয়ায় এর ব্যাসার্ধ সর্বত্র সমান নয়। মেরু অঞ্চলে পৃথিবীর উত্তর : বস্তুর ওজন অভিকর্ষজ ত্বরণের উপর নির্ভর করে। পৃথিবী সম্পূর্ণ ব্যাসার্ধ সবচেয়ে কম এবং বিষুব অঞ্চলে সবচেয়ে বেশি। এতে মেরু অঞ্চলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান সবচেয়ে বেশি এবং বিষুব অঞ্চলে সবচেয়ে কম হয়। এজন্য বস্তুর ওজন পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে বিভিন্ন হয়।