উচ্চতর গণিত ২য় পত্র • Dinajpur Board • দিনাজপুর বোর্ড ২০২১

উচ্চতর গণিত ২য় পত্র প্রশ্ন

W ওজনের বস্তুটি দুইটি সুতার সাহায্যে বেঁধে ঝুলিয়ে সাম্যাবস্থায় রাখা হলো :

  1. ক)

    কোনো বিন্দুতে ক্রিয়াশীল 3P, 4P ও 5P মানের বলত্রয় সাম্যবস্তায় থাকলে প্রমান কর যে, প্রথম বল দুটি পরস্পর লম্ব।

    (2)
  2. খ)

    α\alpha এর মান কত হলে T2T_2 টানের মান সর্বনিম্ন হবে?

    (4)
  3. গ)

    α=30∘\alpha=30^{\circ} হলে T1T_1 ও T2T_2 নির্ণয় কর, যখন W=10 NW=10 \mathrm{~N} লাম্বির সূত্র থেকে পাই,

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধরি, প্রথম বল দুটি P1=3PP_1 = 3P এবং P2=4PP_2 = 4P এবং এদের মধ্যবর্তী কোণ θ\theta।
    তৃতীয় বল P3=5PP_3 = 5P।

    যেহেতু বল তিনটি সাম্যাবস্থায় আছে, তাই যেকোনো দুটির লব্ধি তৃতীয় বলটির সমান ও বিপরীতমুখী হবে।
    অতএব, 3P3P ও 4P4P বলদ্বয়ের লব্ধির মান R=5PR = 5P।

    আমরা জানি,
    R2=P12+P22+2P1P2cos⁡θR^2 = P_1^2 + P_2^2 + 2P_1P_2\cos\theta
    বা, (5P)2=(3P)2+(4P)2+2(3P)(4P)cos⁡θ(5P)^2 = (3P)^2 + (4P)^2 + 2(3P)(4P)\cos\theta
    বা, 25P2=9P2+16P2+24P2cos⁡θ25P^2 = 9P^2 + 16P^2 + 24P^2\cos\theta
    বা, 25P2=25P2+24P2cos⁡θ25P^2 = 25P^2 + 24P^2\cos\theta
    বা, 24P2cos⁡θ=024P^2\cos\theta = 0
    যেহেতু P≠0P \neq 0, সুতরাং cos⁡θ=0=cos⁡90∘\cos\theta = 0 = \cos 90^\circ
    ∴θ=90∘\therefore \theta = 90^\circ

    অতএব, প্রথম বল দুটি পরস্পর লম্ব। (প্রমাণিত)

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    চিত্রানুযায়ী, সংযোগ বিন্দুতে ক্রিয়াশীল বলত্রয় হলো T1T_1, T2T_2 এবং খাড়া নিম্নমুখী ওজন WW।
    খাড়া ঊর্ধ্বমুখী রেখার সাথে T1T_1 বলের কোণ 30∘30^\circ এবং T2T_2 বলের কোণ α\alpha।

    সুতরাং:

    • T1T_1 ও WW-এর মধ্যবর্তী কোণ =180∘−30∘=150∘= 180^\circ - 30^\circ = 150^\circ
    • T2T_2 ও WW-এর মধ্যবর্তী কোণ =180∘−α= 180^\circ - \alpha
    • T1T_1 ও T2T_2-এর মধ্যবর্তী কোণ =30∘+α= 30^\circ + \alpha

    লামির সূত্রানুসারে:
    T2sin⁡(180∘−30∘)=Wsin⁡(30∘+α)\frac{T_2}{\sin(180^\circ - 30^\circ)} = \frac{W}{\sin(30^\circ + \alpha)}
    বা, T2sin⁡30∘=Wsin⁡(30∘+α)\frac{T_2}{\sin 30^\circ} = \frac{W}{\sin(30^\circ + \alpha)}
    বা, T2=Wsin⁡30∘sin⁡(30∘+α)T_2 = \frac{W \sin 30^\circ}{\sin(30^\circ + \alpha)}

    T2T_2-এর মান সর্বনিম্ন হবে যখন হরের sin⁡(30∘+α)\sin(30^\circ + \alpha)-এর মান সর্বোচ্চ হবে।
    আমরা জানি, সাইন অপেক্ষকের সর্বোচ্চ মান 11।
    ∴sin⁡(30∘+α)=1=sin⁡90∘\therefore \sin(30^\circ + \alpha) = 1 = \sin 90^\circ
    বা, 30∘+α=90∘30^\circ + \alpha = 90^\circ
    বা, α=90∘−30∘=60∘\alpha = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ

    অতএব, α=60∘\alpha = 60^\circ হলে T2T_2 টানের মান সর্বনিম্ন হবে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, α=30∘\alpha = 30^\circ এবং W=10 NW = 10\text{ N}।

    বলগুলোর মধ্যবর্তী কোণ:

    • T2T_2 ও WW-এর মধ্যবর্তী কোণ =180∘−α=180∘−30∘=150∘= 180^\circ - \alpha = 180^\circ - 30^\circ = 150^\circ
    • T1T_1 ও WW-এর মধ্যবর্তী কোণ =180∘−30∘=150∘= 180^\circ - 30^\circ = 150^\circ
    • T1T_1 ও T2T_2-এর মধ্যবর্তী কোণ =30∘+α=30∘+30∘=60∘= 30^\circ + \alpha = 30^\circ + 30^\circ = 60^\circ

    লামির সূত্র প্রয়োগ করে পাই:
    T1sin⁡(180∘−α)=T2sin⁡(180∘−30∘)=Wsin⁡(30∘+α)\frac{T_1}{\sin(180^\circ - \alpha)} = \frac{T_2}{\sin(180^\circ - 30^\circ)} = \frac{W}{\sin(30^\circ + \alpha)}

    বা, T1sin⁡150∘=T2sin⁡150∘=10sin⁡60∘\frac{T_1}{\sin 150^\circ} = \frac{T_2}{\sin 150^\circ} = \frac{10}{\sin 60^\circ}

    যেহেতু sin⁡150∘=12\sin 150^\circ = \frac{1}{2} এবং sin⁡60∘=32\sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}:

    T1=10×sin⁡150∘sin⁡60∘=10×1232=103 N≈5.77 NT_1 = \frac{10 \times \sin 150^\circ}{\sin 60^\circ} = \frac{10 \times \frac{1}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{10}{\sqrt{3}}\text{ N} \approx 5.77\text{ N}

    একইভাবে,
    T2=10×sin⁡150∘sin⁡60∘=103 N≈5.77 NT_2 = \frac{10 \times \sin 150^\circ}{\sin 60^\circ} = \frac{10}{\sqrt{3}}\text{ N} \approx 5.77\text{ N}

    উত্তর: T1=103 NT_1 = \frac{10}{\sqrt{3}}\text{ N} এবং T2=103 NT_2 = \frac{10}{\sqrt{3}}\text{ N}।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন