পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • Sylhet Board • সিলেট বোর্ড ২০১৯

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

দীপ গবেষণাগারে 6 m 6 \mathrm{~m} দৈর্ঘ্যের এবং 0.6 mm 0.6 \mathrm{~mm} ব্যাসের একটি ইস্পাতের এবং আরেকটি সীসার তারের শেষ প্রান্তে পর্যায়ক্রমে 25 kg 25 \mathrm{~kg} ভর ঝুলিয়ে দেওয়ার পর উভয় তারের দৈর্ঘ্য প্রসারণ পেল যথাক্রমে 0.026 m 0.026 \mathrm{~m} এবং 0.325 m[Ys=2×1011Nm−2] 0.325 \mathrm{~m}\left[\mathrm{Y}_{\mathrm{s}}=2 \times 10^{11} \mathrm{Nm}^{-2}\right]

  1. ক)

    বন্ধনশক্তি কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    আন্তঃআণবিক বলের সাথে আন্তঃআণবিক দূরত্বের সম্পর্ক কীরূপ? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    প্রসারিত অবস্থায় ইস্পাত তারটির মধ্যে স্থিতিস্থাপক বিভবশক্তি নির্ণয় করো ।

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের কোন তারটির ভার নেওয়ার সামর্থ্য বেশি? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো অণু বা নিউক্লিয়াসের উপাদান কণিকাগুলোকে পরস্পরের সাথে আবদ্ধ রাখতে যে পরিমাণ শক্তি প্রয়োজন হয় বা কণিকাগুলোকে সম্পূর্ণ পৃথক করতে যে শক্তির প্রয়োজন হয়, তাকে বন্ধনশক্তি বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    পদার্থের অণুগুলোর মধ্যকার দূরত্ব (আন্তঃআণবিক দূরত্ব) পরিবর্তনের সাথে সাথে তাদের মধ্যকার আন্তঃআণবিক বলের তীব্রতা ও প্রকৃতি পরিবর্তিত হয়।

    স্বাভাবিক সাম্যাবস্থায় অণুগুলোর মধ্যবর্তী নির্দিষ্ট দূরত্বে আকর্ষণ ও বিকর্ষণ বল পরস্পর সমান থাকে, যাকে সাম্যাবস্থা দূরত্ব (r0r_0) বলে। অণুগুলোর দূরত্ব যদি সাম্যাবস্থা দূরত্বের চেয়ে কম হয় (r<r0r < r_0), তবে তাদের মধ্যকার বিকর্ষণ বল বৃদ্ধি পায়। আবার আন্তঃআণবিক দূরত্ব সাম্যাবস্থার চেয়ে বেশি হলে (r>r0r > r_0) আকর্ষণ বল প্রাধান্য পায়। তবে দূরত্ব অনেক বেশি বেড়ে গেলে আকর্ষণ বলের মান দ্রুত হ্রাস পেয়ে প্রায় শূন্য হয়ে যায়। অর্থাৎ, আন্তঃআণবিক বল আন্তঃআণবিক দূরত্বের সাথে ব্যস্তানুপাতিকভাবে এবং অ-রৈখিকভাবে পরিবর্তিত হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    এখানে,
    ইস্পাতের তারে প্রযুক্ত ভর, m=25 kgm = 25\text{ kg}
    প্রযুক্ত বল, F=mg=25×9.8=245 NF = mg = 25 \times 9.8 = 245\text{ N}
    দৈর্ঘ্য প্রসারণ, ls=0.026 ml_s = 0.026\text{ m}

    স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে প্রসারিত অবস্থায় সঞ্চিত স্থিতিস্থাপক বিভবশক্তি,
    U=12FlsU = \frac{1}{2} F l_s
    U=12×245×0.026U = \frac{1}{2} \times 245 \times 0.026
    U=3.185 JU = 3.185\text{ J}

    অতএব, প্রসারিত অবস্থায় ইস্পাত তারটিতে সঞ্চিত বিভবশক্তি 3.185 J3.185\text{ J}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকে তার দুটির ভার নেওয়ার সামর্থ্য তুলনা করার জন্য এদের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক (YY) নির্ণয় করা প্রয়োজন, কারণ যে তারের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক বেশি, তার বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা তথা ভার নেওয়ার সামর্থ্য তত বেশি।

    উভয় তারের আদি দৈর্ঘ্য, L=6 mL = 6\text{ m}
    তারের ব্যাস, d=0.6 mm=0.6×10−3 md = 0.6\text{ mm} = 0.6 \times 10^{-3}\text{ m}
    ব্যাসার্ধ, r=d2=0.3×10−3 mr = \frac{d}{2} = 0.3 \times 10^{-3}\text{ m}
    প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A=πr2=π×(0.3×10−3)2≈2.8274×10−7 m2A = \pi r^2 = \pi \times (0.3 \times 10^{-3})^2 \approx 2.8274 \times 10^{-7}\text{ m}^2
    প্রযুক্ত বল, F=mg=25×9.8=245 NF = mg = 25 \times 9.8 = 245\text{ N}

    ইস্পাতের তারের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক উদ্দীপকে প্রদত্ত:
    Ys=2×1011 N m−2Y_s = 2 \times 10^{11}\text{ N m}^{-2}

    সীসার তারের ক্ষেত্রে:
    দৈর্ঘ্য প্রসারণ, lp=0.325 ml_p = 0.325\text{ m}
    সীসার তারের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক,
    Yp=FLAlp=245×62.8274×10−7×0.325=14709.189×10−8≈1.60×1010 N m−2Y_p = \frac{F L}{A l_p} = \frac{245 \times 6}{2.8274 \times 10^{-7} \times 0.325} = \frac{1470}{9.189 \times 10^{-8}} \approx 1.60 \times 10^{10}\text{ N m}^{-2}

    এখানে, Ys>YpY_s > Y_p (2×1011>1.60×10102 \times 10^{11} > 1.60 \times 10^{10})।
    যেহেতু একই ভর ঝুলালে সীসার তারের প্রসারণ ইস্পাতের চেয়ে অনেক বেশি হয় এবং ইস্পাতের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক সীসার চেয়ে অনেক বেশি, তাই বাহ্যিক বল প্রয়োগে ইস্পাতের স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে ভার নেওয়ার সামর্থ্য বা ভারবহন ক্ষমতা সীসার তারের চেয়ে বেশি।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন