পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একটি জড় প্রসঙ্গ কাঠামোর সাপেক্ষে ধ্রুববেগে গতিশীল অন্য একটি জড় প্রসঙ্গ কাঠামোর মধ্যে স্থান ও কালের সম্পর্ক স্থাপনকারী সমীকরণসমূহকে গ্যালিলীয় রূপান্তর বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, বর্তনীতে তাপ উৎপন্নের ক্ষেত্রে বিদ্যুৎ প্রবাহের প্রত্যক্ষ প্রভাব রয়েছে।

   জুলের তাপীয় ক্রিয়ার প্রথম সূত্রানুসারে, পরিবাহীর রোধ (R) এবং তড়িৎ প্রবাহের সময় (t) অপরিবর্তিত থাকলে পরিবাহীতে উৎপন্ন তাপ (H) তড়িৎ প্রবাহমাত্রার (I) বর্গের সমানুপাতিক; অর্থাৎ H ∝ I²।

   অতএব, বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পেলে উৎপন্ন তাপ বর্গের অনুপাতে বৃদ্ধি পায় এবং প্রবাহ হ্রাস পেলে উৎপন্ন তাপ দ্রুত হ্রাস পায়। ফলে তাপ উৎপাদনে বিদ্যুৎ প্রবাহের অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব বিদ্যমান।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রানুযায়ী,
   বর্তনীতে মোট তড়িৎ প্রবাহ, $I = 8\,\text{A}$
   গ্যালভানোমিটারের রোধ, $G = 20\,\Omega$
   শান্ট রোধ, $S = 1\,\Omega$

   শান্টের সূত্রানুযায়ী, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ,
   $I_g = \frac{S}{G + S} \times I$

   মান বসিয়ে পাই,
   $I_g = \frac{1}{20 + 1} \times 8\,\text{A}$
   $I_g = \frac{8}{21}\,\text{A} \approx 0.381\,\text{A}$

   অতএব, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ প্রায় $0.381\,\text{A}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত অ্যামিটারটির প্রাথমিক পাল্লা, $I = 10\,\text{A}$
   গ্যালভানোমিটারের রোধ, $G = 20\,\Omega$ এবং শান্ট রোধ, $S = 1\,\Omega$।

   এই অ্যামিটারের গ্যালভানোমিটারের সর্বোচ্চ প্রবাহ পরিমাপের ক্ষমতা ($I_g$):
   $I_g = \frac{S}{G + S} \times I$
   $= \frac{1}{20 + 1} \times 10\,\text{A} = \frac{10}{21}\,\text{A} \approx 0.476\,\text{A}$

   রহিম অ্যামিটারের পাল্লা 10 গুণ বৃদ্ধি করতে চায়।
   অতএব, নতুন পাল্লা হবে, $I' = 10 \times 10\,\text{A} = 100\,\text{A}$

   নতুন পাল্লা $I'$ পরিমাপের জন্য প্রয়োজনীয় নতুন শান্টের মান $S'$ হলে,
   $I_g = \frac{S'}{G + S'} \times I'$
   বা, $\frac{10}{21} = \frac{S'}{20 + S'} \times 100$
   বা, $\frac{1}{21} = \frac{10S'}{20 + S'}$
   বা, $210S' = 20 + S'$
   বা, $209S' = 20$
   বা, $S' = \frac{20}{209}\,\Omega \approx 0.0957\,\Omega$

   বিকল্পভাবে, বিদ্যমান শান্ট $S = 1\,\Omega$ এর সাথে সমান্তরালে আরও একটি রোধ $S_p$ যুক্ত করে কার্যকর শান্ট $S'$ তৈরি করা যেতে পারে:
   $\frac{1}{S'} = \frac{1}{S} + \frac{1}{S_p}$
   বা, $\frac{209}{20} = \frac{1}{1} + \frac{1}{S_p}$
   বা, $\frac{1}{S_p} = \frac{209}{20} - 1 = \frac{189}{20}$
   বা, $S_p = \frac{20}{189}\,\Omega \approx 0.106\,\Omega$

   অতএব, গ্যালভানোমিটারের সাথে পূর্বে যুক্ত শান্টটি পরিবর্তন করে প্রায় $0.0957\,\Omega$ রোধের নতুন একটি শান্ট যুক্ত করলে (অথবা বিদ্যমান শান্টের সাথে সমান্তরালে প্রায় $0.106\,\Omega$ রোধ যুক্ত করলে) রহিমের আকাঙ্ক্ষা পূরণ হবে।