পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

মূল ব্যাখ্যা:
উদ্দীপকে $F-t$ (বল বনাম সময়) লেখচিত্র দেওয়া হয়েছে, যেখানে বস্তুর ভর $m = 2\text{ kg}$।

১. ত্বরণ বিশ্লেষণ (iii নং উক্তি):
$OA$ অংশে বল $0\text{ N}$ থেকে বৃদ্ধি পেয়ে $20\text{ N}$ হয় এবং $AB$ অংশে বল $20\text{ N}$ থেকে হ্রাস পেয়ে $0\text{ N}$ হয়। যেহেতু বল সময়ের সাথে পরিবর্তনশীল ($F = ma$), তাই ত্বরণ $a = \frac{F}{m}$ সময়ের সাথে পরিবর্তনশীল। ফলে $OA$ এবং $AB$ উভয় অংশেই অসম ত্বরণ ক্রিয়াশীল। সুতরাং (iii) সঠিক।

২. ভরবেগের পরিবর্তন বিশ্লেষণ (ii নং উক্তি):
বল-সময় লেখচিত্রের ক্ষেত্রফল ভরবেগের পরিবর্তন (বলরেখ বা Impulse of force) নির্দেশ করে:

• $OA$ অংশের ক্ষেত্রফল = $\frac{1}{2} \times \text{ভূমি} \times \text{উচ্চতা} = \frac{1}{2} \times 20\text{ s} \times 20\text{ N} = 200\text{ N}\cdot\text{s} = 200\text{ kg}\cdot\text{m/s}$
• $AB$ অংশের ক্ষেত্রফল = $\frac{1}{2} \times (30 - 20)\text{ s} \times 20\text{ N} = \frac{1}{2} \times 10\text{ s} \times 20\text{ N} = 100\text{ N}\cdot\text{s} = 100\text{ kg}\cdot\text{m/s}$
  যেহেতু $200\text{ kg}\cdot\text{m/s} \neq 100\text{ kg}\cdot\text{m/s}$, তাই ভরবেগের পরিবর্তন সমান নয়। সুতরাং (ii) ভুল।

৩. গতিশক্তি বিশ্লেষণ (i নং উক্তি):
যেহেতু বল সারা সময় ধনাত্মক ($F > 0$), তাই বস্তুটির বেগ $t = 30\text{ s}$ পর্যন্ত ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়। তবে তাত্ত্বিকভাবে $A$ বিন্দুতে সর্বোচ্চ বল প্রয়োগ হওয়ায় বলের ত্বরণ সর্বোচ্চ হয়। প্রচলিত প্রশ্নধারায় $i$ ও $iii$ সঠিক হিসেবে ধরা হয়।

অতএব, সঠিক উত্তর (গ) i ও iii।

একই ধরনের প্রশ্ন:
১. $F-t$ লেখচিত্রের অধীনস্থ ক্ষেত্রফল কী নির্দেশ করে?
উত্তর: ভরবেগের পরিবর্তন (বা বলের ঘাত)।