পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • Jashore Board • যশোর বোর্ড ২০১৭

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

একজন গলফ খেলোয়ার চিত্র (i) ও চিত্র (ii) পরিস্থিতিতে বল গর্তে ফেলার জন্য OO বিন্দু থেকে বলকে আঘাত করে।

  1. ক)

    মহাকর্ষীয় প্রাবল্য কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    কোনো বস্তুর কৌণিক ত্বরণ 3 rad s−23\ rad\ s^{-2} বলতে কী বুঝ?

    (2)
  3. গ)

    22 সেকেন্ড পর বলের বেগ কত?

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের কোন চিত্রের বলটি গর্তে পড়বে- গাণিতিক বিশ্লেষণপূর্বক মন্তব্য কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে একক ভরের কোনো বস্তু স্থাপন করলে তা যে পরিমাণ মহাকর্ষ বল অনুভব করে, তাকে ঐ বিন্দুর মহাকর্ষীয় প্রাবল্য বা মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের তীব্রতা বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো বস্তুর কৌণিক ত্বরণ 3 rad s−23\text{ rad s}^{-2} বলতে বোঝায় যে, বৃত্তাকার বা ঘূর্ণনশীল পথে ঘূর্ণায়মান বস্তুটির কৌণিক বেগ প্রতি সেকেন্ডে 3 rad s−13\text{ rad s}^{-1} হারে বৃদ্ধি পায়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    এখানে,
    বলের আদিবেগ, v0=40 ms−1v_0 = 40\text{ ms}^{-1}
    নিক্ষেপ কোণ, θ0=45∘\theta_0 = 45^\circ
    সময়, t=2 st = 2\text{ s}
    অভিকর্ষজ ত্বরণ, g=9.8 ms−2g = 9.8\text{ ms}^{-2}

    2 s2\text{ s} পর বেগের আনুভূমিক উপাংশ,
    vx=v0cos⁡θ0=40cos⁡45∘=40×12≈28.284 ms−1v_x = v_0 \cos\theta_0 = 40 \cos 45^\circ = 40 \times \frac{1}{\sqrt{2}} \approx 28.284\text{ ms}^{-1}

    2 s2\text{ s} পর বেগের উলম্ব উপাংশ,
    vy=v0sin⁡θ0−gt=40sin⁡45∘−9.8×2=28.284−19.6=8.684 ms−1v_y = v_0 \sin\theta_0 - gt = 40 \sin 45^\circ - 9.8 \times 2 = 28.284 - 19.6 = 8.684\text{ ms}^{-1}

    অতএব, 2 s2\text{ s} পর বলের মোট বেগ,
    v=vx2+vy2=(28.284)2+(8.684)2=800+75.412=875.412≈29.59 ms−1v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} = \sqrt{(28.284)^2 + (8.684)^2} = \sqrt{800 + 75.412} = \sqrt{875.412} \approx 29.59\text{ ms}^{-1} (বা 29.6 ms−129.6\text{ ms}^{-1})।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপক অনুযায়ী বলটির পাল্লা (Range):
    R=v02sin⁡2θ0g=402⋅sin⁡(2×45∘)9.8=1600×sin⁡90∘9.8=16009.8≈163.27 mR = \frac{v_0^2 \sin 2\theta_0}{g} = \frac{40^2 \cdot \sin(2 \times 45^\circ)}{9.8} = \frac{1600 \times \sin 90^\circ}{9.8} = \frac{1600}{9.8} \approx 163.27\text{ m}

    উভয় চিত্রে গর্তের দূরত্ব 160 m160\text{ m}, যা আনুভূমিক পাল্লা 163.27 m163.27\text{ m}-এর কাছাকাছি। তবে পথে 20 m20\text{ m} উচ্চতার গাছ দ্বারা বলটি বাধাগ্রস্ত হয় কি না তা বিবেচনা করতে হবে।

    প্রাসের গতিপথের সমীকরণ:
    y=xtan⁡θ0−gx22v02cos⁡2θ0y = x \tan\theta_0 - \frac{g x^2}{2 v_0^2 \cos^2\theta_0}
    যেখানে θ0=45∘\theta_0 = 45^\circ, tan⁡45∘=1\tan 45^\circ = 1, cos⁡45∘=12\cos 45^\circ = \frac{1}{\sqrt{2}}, 2v02cos⁡2θ0=2×1600×0.5=16002 v_0^2 \cos^2\theta_0 = 2 \times 1600 \times 0.5 = 1600.
    সুতরাং, y=x−9.8x21600=x−0.006125x2y = x - \frac{9.8 x^2}{1600} = x - 0.006125 x^2

    চিত্র-(i) এর ক্ষেত্রে:
    গাছের অবস্থান, x=30 mx = 30\text{ m}
    গাছের অবস্থানে বলের উচ্চতা,
    y1=30−0.006125×(30)2=30−0.006125×900=30−5.5125=24.4875 my_1 = 30 - 0.006125 \times (30)^2 = 30 - 0.006125 \times 900 = 30 - 5.5125 = 24.4875\text{ m}
    যেহেতু y1=24.49 m>20 my_1 = 24.49\text{ m} > 20\text{ m} (গাছের উচ্চতা), তাই বলটি গাছটিকে নিরাপদে অতিক্রম করে যাবে এবং কোনো বাধা পাবে না।

    চিত্র-(ii) এর ক্ষেত্রে:
    গাছের অবস্থান, x=100 mx = 100\text{ m}
    গাছের অবস্থানে বলের উচ্চতা,
    y2=100−0.006125×(100)2=100−0.006125×10000=100−61.25=38.75 my_2 = 100 - 0.006125 \times (100)^2 = 100 - 0.006125 \times 10000 = 100 - 61.25 = 38.75\text{ m}
    যেহেতু y2=38.75 m>20 my_2 = 38.75\text{ m} > 20\text{ m}, চিত্র (ii)-তেও বলটি গাছের ওপর দিয়ে চলে যাবে এবং কোনো বাধা পাবে না।

    তবে x=160 mx = 160\text{ m} দূরত্বে গর্তের অবস্থান।
    x=160 mx = 160\text{ m} বিন্দুতে বলটির উচ্চতা:
    y=160−0.006125×(160)2=160−0.006125×25600=160−156.8=3.2 my = 160 - 0.006125 \times (160)^2 = 160 - 0.006125 \times 25600 = 160 - 156.8 = 3.2\text{ m}
    অর্থাৎ, গর্তের অবস্থানে (160 m160\text{ m} দূরত্বে) বলটি মাটি থেকে 3.2 m3.2\text{ m} উঁচুতে অবস্থান করছে এবং এটি মাটিতে পতিত হবে 163.27 m163.27\text{ m} দূরত্বে গিয়ে। ফলে সরাসরি উড়ে গিয়ে কোনো চিত্রের বলই গর্তে পড়বে না (উভয় চিত্রেই গাছ বাধা সৃষ্টি না করলেও বলটি গর্তকে অতিক্রম করে যাবে)।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন