পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • Dhaka Board • ঢাকা বোর্ড ২০২৫

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

সরল ছান্দিত গতিতে স্পন্দিত একটি কণার সরণের সমীকরণ x=Asin⁡(wt−π4)x = A\sin\left(wt - \frac{\pi}{4}\right). যদি কণাটির ত্বরণকে a=Psin⁡(wt+δ)a = P\sin(wt + \delta) সমীকরণ দ্বারা প্রকাশ করা যায়।

  1. ক)

    সেকেন্ড দোলক কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    অধিক গরমের কারণে দোলক ঘড়ি ধীরে চলে কারণ বিশ্লেষণ কর।

    (2)
  3. গ)

    সরল ছান্দিত কণাটির বেগের রাশিমালা বের কর।

    (3)
  4. ঘ)

    P এবং δ\delta এর মান বের করা সম্ভব কিনা—ব্যাখ্যা কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যে সরল দোলকের দোলনকাল ২ সেকেন্ড তাকে সেকেন্ড দোলক বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    সরল দোলকের দোলনকালের সূত্র হলো T=2πLgT = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}। গরমকালে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাওয়ার ফলে তাপীয় প্রসারণের দরুন দোলকের কার্যকরী দৈর্ঘ্য (LL) বৃদ্ধি পায়। দোলনকাল কার্যকরী দৈর্ঘ্যের বর্গমূলের সমানুপাতিক (T∝LT \propto \sqrt{L}) হওয়ায় LL বৃদ্ধি পেলে দোলনকাল TT বৃদ্ধি পায়। দোলনকাল বৃদ্ধি পাওয়ার অর্থ হলো ঘড়িটির একটি দোলন সম্পন্ন করতে স্বাভাবিকের চেয়ে বেশি সময় লাগে, যার ফলে দোলক ঘড়িটি ধীরে চলে (বা সময় হারায়)।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, কণার সরণের সমীকরণ:
    x=Asin⁡(ωt−π4)x = A\sin\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right)

    কণাটির বেগ vv হলো সরণের সময়ের সাপেক্ষে প্রথম অন্তরক:
    v=dxdt=ddt[Asin⁡(ωt−π4)]v = \frac{dx}{dt} = \frac{d}{dt} \left[ A\sin\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right) \right]
    v=Aωcos⁡(ωt−π4)v = A\omega \cos\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right)

    অথবা সাইন অপেক্ষকে প্রকাশ করলে:
    v=Aωsin⁡(ωt−π4+π2)=Aωsin⁡(ωt+π4)v = A\omega \sin\left(\omega t - \frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{2}\right) = A\omega \sin\left(\omega t + \frac{\pi}{4}\right)

    অতএব, নির্ণেয় বেগের রাশিমালা v=Aωcos⁡(ωt−π4)v = A\omega \cos\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right) বা v=Aωsin⁡(ωt+π4)v = A\omega \sin\left(\omega t + \frac{\pi}{4}\right)।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    হ্যাঁ, উদ্দীপকের সমীকরণ থেকে PP এবং δ\delta এর মান বের করা সম্ভব।

    দেওয়া আছে, সরণ x=Asin⁡(ωt−π4)x = A\sin\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right)

    সুতরাং ত্বরণ aa হবে সরণের সময়ের সাপেক্ষে দ্বিতীয় অন্তরক:
    a=d2xdt2=ddt[Aωcos⁡(ωt−π4)]a = \frac{d^2x}{dt^2} = \frac{d}{dt}\left[A\omega \cos\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right)\right]
    a=−Aω2sin⁡(ωt−π4)a = -A\omega^2 \sin\left(\omega t - \frac{\pi}{4}\right)

    আমরা জানি, −sin⁡(θ)=sin⁡(θ+π)-\sin(\theta) = \sin(\theta + \pi)। সুতরাং,
    a=Aω2sin⁡(ωt−π4+π)a = A\omega^2 \sin\left(\omega t - \frac{\pi}{4} + \pi\right)
    a=Aω2sin⁡(ωt+3π4)a = A\omega^2 \sin\left(\omega t + \frac{3\pi}{4}\right)

    উদ্দীপকে প্রদত্ত ত্বরণের সমীকরণ:
    a=Psin⁡(ωt+δ)a = P\sin(\omega t + \delta)

    উভয় সমীকরণ তুলনা করে পাই:
    P=Aω2P = A\omega^2
    এবং আদি দশা δ=3π4\delta = \frac{3\pi}{4}

    অতএব, PP এবং δ\delta এর মান যথাক্রমে Aω2A\omega^2 এবং 3π4\frac{3\pi}{4} (বা 135∘135^\circ), যা গাণিতিকভাবে সম্পূর্ণরূপে বের করা সম্ভব।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন