পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বল এবং বলের ক্রিয়াকালের গুণফলকে বলের ঘাত বলে। (বলের ঘাত = বলের দ্বারা ভরবেগের পরিবর্তন)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, আমাদের হাঁটার ক্ষেত্রে নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র সম্পূর্ণরূপে প্রযোজ্য।
   আমরা যখন মাটিতে হাঁটি, তখন পা দিয়ে পেছনের দিকে মাটির ওপর তীর্যকভাবে একটি বল (ক্রিয়া) প্রয়োগ করি। নিউটনের ৩য় সূত্রানুসারে, মাটিও সাথে সাথে আমাদের পায়ের ওপর সমমানের কিন্তু বিপরীতমুখী একটি প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করে। এই প্রতিক্রিয়া বলের অনুভূমিক উপাংশ আমাদেরকে সামনের দিকে এগিয়ে যেতে সাহায্য করে এবং উল্লম্ব উপাংশ আমাদের ওজনকে নিষ্ক্রিয় করে। ফলে আমরা হাঁটতে সক্ষম হই।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ধরি, বাম থেকে ডান দিককে ধনাত্মক দিক বিবেচনা করা হলো।
   দেওয়া আছে,
   প্রথম বস্তুর ভর, m₁ = 20 kg
   প্রথম বস্তুর আদিবেগ, u₁ = +100 km/h = (100 × 1000) / 3600 m/s = 27.78 m/s
   দ্বিতীয় বস্তুর ভর, m₂ = 10 kg
   দ্বিতীয় বস্তুর আদিবেগ, u₂ = -50 km/h = -(50 × 1000) / 3600 m/s = -13.89 m/s

   ধরি, সংঘর্ষের পর সম্মিলিত বেগ = v
   ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্রানুসারে,
   m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁ + m₂)v
   বা, (20 × 27.78) + (10 × (-13.89)) = (20 + 10)v
   বা, 555.6 - 138.9 = 30v
   বা, 416.7 = 30v
   বা, v = 416.7 / 30 = 13.89 m/s (বা, 13.89 × 3.6 = 50 km/h)

   অতএব, দুটি বস্তুর সম্মিলিত বেগ 13.89 m/s বা 50 km/h (বাম থেকে ডান দিকে)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সংঘর্ষের প্রকৃতি (স্থিতিস্থাপক নাকি অস্থিতিস্থাপক) জানতে আদি ও শেষ মোট গতিশক্তি তুলনা করতে হবে।
   বাম থেকে ডান দিক ধনাত্মক ধরলে:
   $u_1 = 100\ \text{km/h} = 27.78\ \text{m/s}$
   $u_2 = -50\ \text{km/h} = -13.89\ \text{m/s}$

   সংঘর্ষের পূর্বের মোট গতিশক্তি:
   $E_{k1} = (1/2) m_1 u_1^2 + (1/2) m_2 u_2^2$
   $= (1/2) \times 20 \times (27.78)^2 + (1/2) \times 10 \times (-13.89)^2$
   $= 10 \times 771.73 + 5 \times 192.93$
   $= 7717.3 + 964.65 = 8681.95\ \text{J}$

   সংঘর্ষের পর সম্মিলিত বেগ $v' = 70\ \text{km/h} = (70 \times 1000) / 3600\ \text{m/s} = 19.44\ \text{m/s}$
   সংঘর্ষের পরের মোট গতিশক্তি:
   $E_{k2} = (1/2)(m_1 + m_2)v'^2$
   $= (1/2) \times (20 + 10) \times (19.44)^2$
   $= 15 \times 377.91 = 5668.65\ \text{J}$

   যেহেতু সংঘর্ষের পূর্বের মোট গতিশক্তি এবং পরের মোট গতিশক্তি সমান নয় ($E_{k1} \neq E_{k2}$), গতিশক্তির অপচয় ঘটেছে। সুতরাং, সংঘর্ষটি অস্থিতিস্থাপক (Inelastic) সংঘর্ষ।