পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব অন্তরক বা অপরিবাহী পদার্থে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে তড়িৎ আবেশ সৃষ্টি হয় এবং যার মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হতে পারে না কিন্তু তড়িৎ বল সঞ্চালিত হতে পারে, তাকে পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম (Dielectric medium) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো ধারকের গায়ে 0.06 μF - 210 V লেখা থাকার অর্থ হলো:
   ১. ধারকটির দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য 1 V বৃদ্ধি করতে এর পাতে 0.06 μC চার্জের প্রয়োজন হয়, অর্থাৎ এর ধারকত্ব 0.06 μF।
   ২. ধারকটিতে নিরাপদে সর্বোচ্চ 210 V বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করা যাবে। বিভব পার্থক্য 210 V এর বেশি হলে ধারকটি নষ্ট হয়ে যাওয়ার বা অন্তরক মাধ্যমটি ভেঙে পড়ার সম্ভাবনা থাকে।
   ৩. সর্বোচ্চ 210 V বিভব পার্থক্যে এটি Q = CV = (0.06 × 10⁻⁶ F) × 210 V = 1.26 × 10⁻⁵ C চার্জ সঞ্চয় করতে পারে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক মতে,
   A গোলকের চার্জ, q₁ = +9 C
   B গোলকের চার্জ, q₂ = +16 C
   গোলকদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব, r = 0.28 m
   কুলম্বের ধ্রুবক, k = 1/(4πε₀) = 9 × 10⁹ N m² C⁻²

   কুলম্বের সূত্রানুসারে, A এর উপর B এর প্রযুক্ত বল,
   F = k * (|q₁ * q₂| / r²)
   = (9 × 10⁹ × 9 × 16) / (0.28)²
   = (1.296 × 10¹²) / 0.0784
   ≈ 1.653 × 10¹³ N

   যেহেতু দুটি চার্জই সমধর্মী (ধনাত্মক), তাই বলটি বিকর্ষণধর্মী হবে।
   অতএব, A এর উপর B এর বল 1.653 × 10¹³ N (B হতে A এর অভিমুখে বা বিকর্ষণ বল)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রানুসারে,
   A বিন্দু হতে C বিন্দুর দূরত্ব, r₁ = 0.12 m
   সুতরাং, B বিন্দু হতে C বিন্দুর দূরত্ব, r₂ = 0.28 m - 0.12 m = 0.16 m
   C বিন্দুতে স্থাপিত চার্জ, q₀ = +1 C

   C বিন্দুতে স্থাপিত +1 C চার্জের উপর A গোলকের (+9 C) চার্জ কর্তৃক প্রযুক্ত বিকর্ষণ বল:
   F_A = (1 / 4πε₀) * (|q₁ * q₀| / r₁²)
   = (9 × 10⁹ × 9 × 1) / (0.12)²
   = (8.1 × 10¹⁰) / 0.0144
   = 5.625 × 10¹² N (A হতে C বরাবর বা ডানদিকে)

   C বিন্দুতে স্থাপিত +1 C চার্জের উপর B গোলকের (+16 C) চার্জ কর্তৃক প্রযুক্ত বিকর্ষণ বল:
   F_B = (1 / 4πε₀) * (|q₂ * q₀| / r₂²)
   = (9 × 10⁹ × 16 × 1) / (0.16)²
   = (1.44 × 10¹¹) / 0.0256
   = 5.625 × 10¹² N (B হতে C বরাবর বা বামদিকে)

   দেখা যাচ্ছে যে, F_A এবং F_B এর মান সমান কিন্তু দিক পরস্পর বিপরীতমুখী।

   অতএব, C বিন্দুতে চার্জটির উপর লব্ধি বল,
   F_net = F_A - F_B = 5.625 × 10¹² N - 5.625 × 10¹² N = 0 N

   সুতরাং, উদ্দীপকের C বিন্দুতে 1 C চার্জ রাখলে চার্জটি কোনো নিট বল অনুভব করবে না।