পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০২১

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

নিচে তিনটি ভেক্টর দেওয়া আছে:
A⃗=2i^+3j^+4k^B⃗=5i^−j^+6k^C⃗=4i^+2j^−3k^ \begin{array}{l} \vec{A}=2 \hat{i}+3 \hat{j}+4 \hat{k} \ \vec{B}=5 \hat{i}-\hat{j}+6 \hat{k} \ \vec{C}=4 \hat{i}+2 \hat{j}-3 \hat{k} \end{array}

  1. ক)

    অবস্থান ভেক্টর কী?

    (1)
  2. খ)

    i^ \hat{i} ও j^ \hat{j} এর মধ্যবর্তী কোণ 90° এর চেয়ে কম হওয়া সম্ভব নয় - ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    A⃗ওC⃗ \vec{A} ও \vec{C} এর মধ্যবর্তী কোণ কত?

    (3)
  4. ঘ)

    ভেক্টরA⃗ \vec{A} এবং B⃗ \vec{B} পরস্পর একই দিকে ক্রিয়াশীল কিনা তা যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    প্রসঙ্গ কাঠামোর মূল বিন্দুর সাপেক্ষে কোনো বিন্দুর অবস্থান নির্দেশ করার জন্য যে ভেক্টর ব্যবহার করা হয়, তাকে অবস্থান ভেক্টর বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ত্রিমাত্রিক কার্তেসীয় স্থানাঙ্ক ব্যবস্থায় তিনটি অক্ষ xx, yy এবং zz পরস্পর লম্বভাবে অবস্থিত। ধনাত্মক xx-অক্ষ বরাবর একক ভেক্টরকে i^\hat{i} এবং ধনাত্মক yy-অক্ষ বরাবর একক ভেক্টরকে j^\hat{j} দ্বারা প্রকাশ করা হয়। যেহেতু xx ও yy অক্ষদ্বয় পরস্পরের ওপর লম্ব এবং এদের মধ্যবর্তী কোণ সংজ্ঞাগতভাবেই 90∘90^\circ, তাই i^\hat{i} ও j^\hat{j} এর মধ্যবর্তী কোণ সর্বদাই 90∘90^\circ থাকে; এর চেয়ে কম বা বেশি হওয়া সম্ভব নয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    A⃗=2i^+3j^+4k^\vec{A} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + 4\hat{k}
    C⃗=4i^+2j^−3k^\vec{C} = 4\hat{i} + 2\hat{j} - 3\hat{k}

    A⃗\vec{A} ও C⃗\vec{C} এর ডট গুণন:
    A⃗⋅C⃗=(2)(4)+(3)(2)+(4)(−3)=8+6−12=2\vec{A} \cdot \vec{C} = (2)(4) + (3)(2) + (4)(-3) = 8 + 6 - 12 = 2

    ভেক্টরদ্বয়ের মান:
    ∣A⃗∣=22+32+42=4+9+16=29|\vec{A}| = \sqrt{2^2 + 3^2 + 4^2} = \sqrt{4 + 9 + 16} = \sqrt{29}
    ∣C⃗∣=42+22+(−3)2=16+4+9=29|\vec{C}| = \sqrt{4^2 + 2^2 + (-3)^2} = \sqrt{16 + 4 + 9} = \sqrt{29}

    যদি A⃗\vec{A} ও C⃗\vec{C} এর মধ্যবর্তী কোণ θ\theta হয়, তবে:
    cos⁡θ=A⃗⋅C⃗∣A⃗∣∣C⃗∣=229×29=229\cos\theta = \frac{\vec{A} \cdot \vec{C}}{|\vec{A}| |\vec{C}|} = \frac{2}{\sqrt{29} \times \sqrt{29}} = \frac{2}{29}
    ⇒θ=cos⁡−1(229)≈86.05∘\Rightarrow \theta = \cos^{-1}\left(\frac{2}{29}\right) \approx 86.05^\circ

    অতএব, A⃗\vec{A} ও C⃗\vec{C} এর মধ্যবর্তী কোণ 86.05∘86.05^\circ।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    A⃗=2i^+3j^+4k^\vec{A} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + 4\hat{k}
    B⃗=5i^−j^+6k^\vec{B} = 5\hat{i} - \hat{j} + 6\hat{k}

    দুটি ভেক্টর একই দিকে ক্রিয়াশীল হতে হলে তাদের মধ্যবর্তী কোণ 0∘0^\circ হতে হবে অথবা তাদের অনুরূপ উপাংশগুলোর অনুপাত সমান ও ধনাত্মক হতে হবে।

    উপাংশগুলোর অনুপাত বিবেচনা করে:
    AxBx=25=0.4\frac{A_x}{B_x} = \frac{2}{5} = 0.4
    AyBy=3−1=−3\frac{A_y}{B_y} = \frac{3}{-1} = -3
    AzBz=46=23≈0.67\frac{A_z}{B_z} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3} \approx 0.67

    যেহেতু AxBx≠AyBy≠AzBz\frac{A_x}{B_x} \neq \frac{A_y}{B_y} \neq \frac{A_z}{B_z}, তাই ভেক্টরদ্বয় সমান্তরাল নয়।

    বিকল্পভাবে, ডট গুণনের সাহায্যে মধ্যবর্তী কোণ α\alpha নির্ণয় করা যায়:
    A⃗⋅B⃗=(2)(5)+(3)(−1)+(4)(6)=10−3+24=31\vec{A} \cdot \vec{B} = (2)(5) + (3)(-1) + (4)(6) = 10 - 3 + 24 = 31
    ∣A⃗∣=29≈5.385|\vec{A}| = \sqrt{29} \approx 5.385
    ∣B⃗∣=52+(−1)2+62=25+1+36=62≈7.874|\vec{B}| = \sqrt{5^2 + (-1)^2 + 6^2} = \sqrt{25 + 1 + 36} = \sqrt{62} \approx 7.874
    cos⁡α=3129×62=311798≈3142.40≈0.731\cos\alpha = \frac{31}{\sqrt{29} \times \sqrt{62}} = \frac{31}{\sqrt{1798}} \approx \frac{31}{42.40} \approx 0.731
    ⇒α=cos⁡−1(0.731)≈43circ≠0∘\Rightarrow \alpha = \cos^{-1}(0.731) \approx 43^ circ \neq 0^\circ

    যেহেতু মধ্যবর্তী কোণ 0∘0^\circ নয়, সুতরাং A⃗\vec{A} এবং B⃗\vec{B} ভেক্টরদ্বয় একই দিকে ক্রিয়াশীল নয়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন