পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সর্বনিম্ন যে পীড়নের প্রভাবে কোনো বস্তু ছিঁড়ে যায়, তাকে বস্তুর উপাদানের অসহ পীড়ন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পদার্থের পরমাণু বা অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ ও বিকর্ষণ বলই হলো স্থিতিস্থাপকতা ধর্মের মূল কারণ।

   স্বাভাবিক অবস্থায় পদার্থের অণুগুলো একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে সাম্যাবস্থায় থাকে। বাইরে থেকে বল প্রয়োগ করে বস্তুর আকার বা দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন ঘটালে অণুগুলোর মধ্যকার পারস্পরিক দূরত্বের পরিবর্তন ঘটে। দূরত্ব বৃদ্ধি পেলে তাদের মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল এবং দূরত্ব হ্রাস পেলে বিকর্ষণ বল কার্যকর হয়। এই বল প্রযুক্ত বাহ্যিক বলের বিরুদ্ধে কাজ করে এবং বস্তুটিকে তার পূর্বের অবস্থায় ফিরিয়ে নিতে চায়, যা প্রত্যয়নী বল হিসেবে পরিচিত। প্রযুক্ত বল অপসারিত হলে এই প্রত্যয়নী বলের কারণেই বস্তুটি তার আদি অবস্থায় ফিরে আসে। ফলে বস্তুতে স্থিতিস্থাপকতা ধর্মের সৃষ্টি হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্র থেকে দেখা যায়,
   স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে (A বিন্দু পর্যন্ত),
   পীড়ন, $\sigma = 2 \times 10^8 \text{ N m}^{-2}$
   বিকৃতি, $\varepsilon = 0.4$

   আমরা জানি,
   স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক, $E = \frac{\text{পীড়ন}}{\text{বিকৃতি}}$

   বা, $E = \frac{2 \times 10^8 \text{ N m}^{-2}}{0.4} = 5 \times 10^8 \text{ N m}^{-2}$

   অতএব, বস্তুটির স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক $5 \times 10^8 \text{ N m}^{-2}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হুকের সূত্রানুসারে, স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন বিকৃতির সমানুপাতিক। অর্থাৎ, স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন বনাম বিকৃতি লেখচিত্রটি মূলবিন্দুগামী একটি সরলরেখা হয় এবং এই সরলরেখার যেকোনো বিন্দুর ঢাল (পীড়ন/বিকৃতি) উপাদানটির ইয়ং-এর গুণাঙ্ক (Young's modulus) নির্দেশ করে।

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে মূলবিন্দু হতে A বিন্দু পর্যন্ত অংশটি সরলরৈখিক। ফলে এই সীমার (OA অংশ) মধ্যে যেকোনো বিন্দুতে ঢাল নিলে তা একটি নির্দিষ্ট ও ধ্রুব মান দেয়, যা বস্তুটির ইয়ং-এর গুণাঙ্ককে সঠিকভাবে নির্দেশ করে।

   কিন্তু A বিন্দুর পরবর্তী অংশে বস্তুটি তার স্থিতিস্থাপক সীমা অতিক্রম করে প্লাস্টিক বা নমনীয় অবস্থায় প্রবেশ করেছে এবং লেখচিত্রটি আর সরলরৈখিক থাকে না। স্থিতিস্থাপক সীমার বাইরে হুকের সূত্র আর প্রযোজ্য হয় না এবং সেখানে পীড়ন ও বিকৃতির অনুপাত বা ঢাল উপাদানের মৌলিক বৈশিষ্ট্য নির্দেশক ইয়ং-এর গুণাঙ্কের সমান থাকে না।

   যেহেতু হুকের সূত্র কেবল স্থিতিস্থাপক সীমার ভেতরেই কার্যকর, তাই স্থিতিস্থাপক সীমার বাইরের কোনো বিন্দুর ঢাল থেকে ইয়ং-এর গুণাঙ্ক নির্ণয় করা সম্ভব নয়। অতএব, উক্তিটি সম্পূর্ণ যৌক্তিক।