পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • Chattogram Board • চট্টগ্রাম বোর্ড ২০১৬

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

A⃗=2i^+2j^−k^;B⃗=6i^−3j^+2k^ \vec{A}=2 \hat{i}+2 \hat{j}-\hat{k} ; \vec{B}=6 \hat{i}-3 \hat{j}+2 \hat{k}

  1. ক)

    লব্ধ একক কী?

    (1)
  2. খ)

    দুটি অসমান সমজাতীয় ভেক্টরের লব্ধি শূন্য হতে পারে কিনা ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    α \alpha -এর মান নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    α \alpha এর মানের পরিবর্তন কত হলে A→ \overrightarrow{\mathrm{A}} এর উপর B→ \overrightarrow{\mathrm{B}} -এর অভিক্ষেপ এক-চতুর্থাংশ হবে? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যেসব একক মৌলিক এককের ওপর নির্ভর করে বা একাধিক মৌলিক এককের গুণ বা ভাগের মাধ্যমে গঠিত হয়, সেগুলোকে লব্ধ একক বলে। যেমন— বলের একক নিউটন (NN), বেগের একক ms−1ms^{-1} ইত্যাদি।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দুটি অসমান সমজাতীয় ভেক্টরের লব্ধি কখনো শূন্য হতে পারে না।

    দুটি সমজাতীয় ভেক্টরের লব্ধি শূন্য হতে হলে ভেক্টরদ্বয়ের মান সমান এবং তাদের পরস্পরের বিপরীতমুখী (মধ্যবর্তী কোণ 180∘180^\circ) হওয়া আবশ্যক। যদি ভেক্টর দুটি অসমান হয়, তবে তাদের বিপরীতমুখী হলেও লব্ধির মান হবে R=∣P−Q∣≠0R = |P - Q| \neq 0। ফলে লব্ধি কখনোই পুরোপুরি শূন্য হতে পারে না।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকে দেওয়া আছে,
    A⃗=2i^+2j^−k^\vec{A} = 2\hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k}
    B⃗=6i^−3j^+2k^\vec{B} = 6\hat{i} - 3\hat{j} + 2\hat{k}

    চিত্র-১ অনুযায়ী, A⃗\vec{A} ও B⃗\vec{B}-এর মধ্যবর্তী কোণ α\alpha।
    A⃗\vec{A} ও B⃗\vec{B}-এর ডট গুণন থেকে আমরা পাই,
    A⃗⋅B⃗=AxBx+AyBy+AzBz\vec{A} \cdot \vec{B} = A_x B_x + A_y B_y + A_z B_z
    =(2)(6)+(2)(−3)+(−1)(2)= (2)(6) + (2)(-3) + (-1)(2)
    =12−6−2=4= 12 - 6 - 2 = 4

    A⃗\vec{A}-এর মান, A=∣A⃗∣=22+22+(−1)2=4+4+1=9=3A = |\vec{A}| = \sqrt{2^2 + 2^2 + (-1)^2} = \sqrt{4 + 4 + 1} = \sqrt{9} = 3
    B⃗\vec{B}-এর মান, B=∣B⃗∣=62+(−3)2+22=36+9+4=49=7B = |\vec{B}| = \sqrt{6^2 + (-3)^2 + 2^2} = \sqrt{36 + 9 + 4} = \sqrt{49} = 7

    আমরা জানি,
    A⃗⋅B⃗=ABcos⁡α\vec{A} \cdot \vec{B} = A B \cos\alpha
    বা, cos⁡α=A⃗⋅B⃗AB=43×7=421\cos\alpha = \frac{\vec{A} \cdot \vec{B}}{A B} = \frac{4}{3 \times 7} = \frac{4}{21}
    বা, α=cos⁡−1(421)≈79.02∘\alpha = \cos^{-1}\left(\frac{4}{21}\right) \approx 79.02^\circ

    অতএব, α\alpha-এর মান 79.02∘79.02^\circ।

    (বিকল্প সমাধান: চিত্র-২ অনুযায়ী (A⃗+B⃗)(\vec{A}+\vec{B}) ও (A⃗−B⃗)(\vec{A}-\vec{B})-এর মধ্যবর্তী কোণ α\alpha হলে,
    C⃗=A⃗+B⃗=8i^−j^+k^\vec{C} = \vec{A}+\vec{B} = 8\hat{i} - \hat{j} + \hat{k}, যার মান C=66C = \sqrt{66}
    D⃗=A⃗−B⃗=−4i^+5j^−3k^\vec{D} = \vec{A}-\vec{B} = -4\hat{i} + 5\hat{j} - 3\hat{k}, যার মান D=50D = \sqrt{50}
    C⃗⋅D⃗=−32−5−3=−40\vec{C}\cdot\vec{D} = -32 - 5 - 3 = -40
    সেক্ষেত্রে cos⁡α=−4066×50≈−0.6963  ⟹  α≈134.13∘\cos\alpha = \frac{-40}{\sqrt{66}\times\sqrt{50}} \approx -0.6963 \implies \alpha \approx 134.13^\circ অথবা বিপরীত কোণ 83.62∘83.62^\circ)

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    চিত্র-১ থেকে A⃗\vec{A} ও B⃗\vec{B}-এর মধ্যবর্তী আদি কোণ, α=79.02∘\alpha = 79.02^\circ

    A⃗\vec{A}-এর দিকে B⃗\vec{B}-এর প্রাথমিক অভিক্ষেপ,
    BA=Bcos⁡α=7×cos⁡(79.02∘)=7×421=43≈1.33B_A = B \cos\alpha = 7 \times \cos(79.02^\circ) = 7 \times \frac{4}{21} = \frac{4}{3} \approx 1.33

    প্রশ্নমতে, নতুন অভিক্ষেপ BA′B'_A আদি অভিক্ষেপের এক-চতুর্থাংশ হবে।
    ধরি, পরিবর্তিত মধ্যবর্তী কোণ α′\alpha'
    অতএব, Bcos⁡α′=14×BAB \cos\alpha' = \frac{1}{4} \times B_A
    বা, 7cos⁡α′=14×43=137 \cos\alpha' = \frac{1}{4} \times \frac{4}{3} = \frac{1}{3}
    বা, cos⁡α′=121\cos\alpha' = \frac{1}{21}
    বা, α′=cos⁡−1(121)≈87.27∘\alpha' = \cos^{-1}\left(\frac{1}{21}\right) \approx 87.27^\circ

    অতএব, α\alpha-এর মানের পরিবর্তন হবে,
    Δα=∣α′−α∣=87.27∘−79.02∘=8.25∘\Delta\alpha = |\alpha' - \alpha| = 87.27^\circ - 79.02^\circ = 8.25^\circ

    সুতরাং, α\alpha-এর মান 8.25∘8.25^\circ বৃদ্ধি পেলে A⃗\vec{A}-এর উপর B⃗\vec{B}-এর অভিক্ষেপ পূর্বের এক-চতুর্থাংশ হবে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন