ID#5903 HSC Physics 1st CQ (Dinajpur 2024)
MS Word Writing Guide
১.
প্রথমে উপরের COPY বাটনে ক্লিক করুন।
২.
MS Word-এ গিয়ে Ctrl + V দিয়ে পেস্ট করুন।
৩.
সমীকরণটি সিলেক্ট করে কিবোর্ডে Alt + = চাপুন।
Shortcut: Alt and equal key
৪.
এরপর ডানদিকের ড্রপডাউন থেকে Professional সিলেক্ট করলেই গণিত সুন্দর দেখাবে।
$500$ kg ভরের একটি গাড়ি $100$ m ব্যাসার্ধের একটি রাস্তার মোড়ে $45$ km h$^{-1}$ বেগে বাঁক নিচ্ছে। ঐ স্থানে রাস্তাটি $8$ m চওড়া এবং ভিতরের কিনারা হতে বাইরের কিনারা $1$ m উঁচু।
ক) বল কাকে বলে?
খ) নিউক্লিয়াসের উপর ইলেকট্রনের দিকে প্রযুক্ত বল কী ধরনের বল? ব্যাখ্যা কর।
গ) গাড়িটির উপর কেন্দ্রমুখী বল কত নির্ণয় কর।
ঘ) রাস্তার মোড়ে গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে কি-না— গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।
ব্যাখ্যা
(ক) বল কাকে বলে?
যা কোনো স্থির বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় অথবা কোনো গতিশীল বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায়, তাকে বল বলে।
(খ) নিউক্লিয়াসের উপর ইলেকট্রনের দিকে প্রযুক্ত বল কী ধরনের বল? ব্যাখ্যা কর।
নিউক্লিয়াসের ওপর ইলেকট্রনের দিকে প্রযুক্ত বল হলো এক প্রকার কেন্দ্রমুখী বল। ইলেকট্রন যখন নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে বৃত্তাকার পথে ঘোরে, তখন ইলেকট্রন ও নিউক্লিয়াসের মধ্যে একটি স্থির বৈদ্যুতিক আকর্ষণ বল কাজ করে। এই আকর্ষণ বলটিই ইলেকট্রনকে বৃত্তাকার পথে ঘোরার জন্য প্রয়োজনীয় কেন্দ্রমুখী বল যোগান দেয়। নিউটনের তৃতীয় সূত্রানুসারে, ইলেকট্রনও নিউক্লিয়াসকে সমমানের বলে নিজের দিকে আকর্ষণ করে।
(গ) গাড়িটির উপর কেন্দ্রমুখী বল কত নির্ণয় কর।
এখানে,
গাড়ির ভর, m = 500 kg
ব্যাসার্ধ, r = 100 m
বেগ, v = 45 km h-1 = $\frac{45 \times 1000}{3600}$ = 12.5 ms-1
আমরা জানি, কেন্দ্রমুখী বল $F_c = \frac{mv^2}{r}$
বা, $F_c = \frac{500 \times (12.5)^2}{100}$
বা, $F_c = 5 \times 156.25$
বা, $F_c = 781.25$ N
$\therefore$ গাড়িটির ওপর কেন্দ্রমুখী বলের মান ৭৮১.২৫ নিউটন।
(ঘ) রাস্তার মোড়ে গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে কি-না— গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।
গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে কি-না তা নির্ভর করে রাস্তার ব্যাংকিং কোণ এবং গাড়ির বেগের ওপর।
এখানে,
রাস্তার প্রস্থ, d = 8 m
উচ্চতা, h = 1 m
ধরি, ব্যাংকিং কোণ $\theta$ হলে, $\sin\theta = \frac{h}{d} = \frac{1}{8}$
$\therefore \theta = \sin^{-1}(0.125) \approx 7.18^\circ$
ঐ ব্যাংকিং কোণে সর্বোচ্চ নিরাপদ বেগ, $v_{safe} = \sqrt{rg \tan\theta}$
বা, $v_{safe} = \sqrt{100 \times 9.8 \times \tan(7.18^\circ)}$
বা, $v_{safe} = \sqrt{980 \times 0.126}$
বা, $v_{safe} = \sqrt{123.48} \approx 11.11$ ms-1
গাড়িটির বর্তমান বেগ, $v = 12.5$ ms-1
গাণিতিক বিশ্লেষণ:
হিসাব থেকে দেখা যাচ্ছে যে, গাড়ির বর্তমান বেগ ($12.5$ ms-1) ওই রাস্তার সর্বোচ্চ নিরাপদ বেগ ($11.11$ ms-1) অপেক্ষা বেশি। যেহেতু $v > v_{safe}$, তাই রাস্তার মোড়ে গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে না; গাড়িটি বাইরের দিকে ছিটকে যাওয়ার সম্ভাবনা থাকবে।
যা কোনো স্থির বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় অথবা কোনো গতিশীল বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায়, তাকে বল বলে।
(খ) নিউক্লিয়াসের উপর ইলেকট্রনের দিকে প্রযুক্ত বল কী ধরনের বল? ব্যাখ্যা কর।
নিউক্লিয়াসের ওপর ইলেকট্রনের দিকে প্রযুক্ত বল হলো এক প্রকার কেন্দ্রমুখী বল। ইলেকট্রন যখন নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে বৃত্তাকার পথে ঘোরে, তখন ইলেকট্রন ও নিউক্লিয়াসের মধ্যে একটি স্থির বৈদ্যুতিক আকর্ষণ বল কাজ করে। এই আকর্ষণ বলটিই ইলেকট্রনকে বৃত্তাকার পথে ঘোরার জন্য প্রয়োজনীয় কেন্দ্রমুখী বল যোগান দেয়। নিউটনের তৃতীয় সূত্রানুসারে, ইলেকট্রনও নিউক্লিয়াসকে সমমানের বলে নিজের দিকে আকর্ষণ করে।
(গ) গাড়িটির উপর কেন্দ্রমুখী বল কত নির্ণয় কর।
এখানে,
গাড়ির ভর, m = 500 kg
ব্যাসার্ধ, r = 100 m
বেগ, v = 45 km h-1 = $\frac{45 \times 1000}{3600}$ = 12.5 ms-1
আমরা জানি, কেন্দ্রমুখী বল $F_c = \frac{mv^2}{r}$
বা, $F_c = \frac{500 \times (12.5)^2}{100}$
বা, $F_c = 5 \times 156.25$
বা, $F_c = 781.25$ N
$\therefore$ গাড়িটির ওপর কেন্দ্রমুখী বলের মান ৭৮১.২৫ নিউটন।
(ঘ) রাস্তার মোড়ে গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে কি-না— গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।
গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে কি-না তা নির্ভর করে রাস্তার ব্যাংকিং কোণ এবং গাড়ির বেগের ওপর।
এখানে,
রাস্তার প্রস্থ, d = 8 m
উচ্চতা, h = 1 m
ধরি, ব্যাংকিং কোণ $\theta$ হলে, $\sin\theta = \frac{h}{d} = \frac{1}{8}$
$\therefore \theta = \sin^{-1}(0.125) \approx 7.18^\circ$
ঐ ব্যাংকিং কোণে সর্বোচ্চ নিরাপদ বেগ, $v_{safe} = \sqrt{rg \tan\theta}$
বা, $v_{safe} = \sqrt{100 \times 9.8 \times \tan(7.18^\circ)}$
বা, $v_{safe} = \sqrt{980 \times 0.126}$
বা, $v_{safe} = \sqrt{123.48} \approx 11.11$ ms-1
গাড়িটির বর্তমান বেগ, $v = 12.5$ ms-1
গাণিতিক বিশ্লেষণ:
হিসাব থেকে দেখা যাচ্ছে যে, গাড়ির বর্তমান বেগ ($12.5$ ms-1) ওই রাস্তার সর্বোচ্চ নিরাপদ বেগ ($11.11$ ms-1) অপেক্ষা বেশি। যেহেতু $v > v_{safe}$, তাই রাস্তার মোড়ে গাড়িটি নিরাপদে বাঁক নিতে পারবে না; গাড়িটি বাইরের দিকে ছিটকে যাওয়ার সম্ভাবনা থাকবে।
Resource Details
| Exam | HSC |
| Subject | Physics 1st paper |
| Chapter | 4 |
| Board | Dinajpur |
| Year | 2024 |
Discussion — HSC Physics 1st CQ (Dinajpur 2024)
No discussion yet. Be the first to post a comment!