পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

মূল ব্যাখ্যা:
শক্তি সংরক্ষণশীলতা নীতি অনুসারে, বাতাসের বাধা উপেক্ষা করলে নিক্ষেপের মুহূর্তে এবং সর্বোচ্চ উচ্চতায় বস্তুর মোট যান্ত্রিক শক্তি সমান থাকে।

দেওয়া আছে:

• বস্তুর ভর, $m = 5\text{ kg}$
• নিক্ষেপণ বেগ, $v = 50\text{ ms}^{-1}$

নিক্ষেপের মুহূর্তে বস্তুর সমস্ত শক্তি গতিশক্তি হিসেবে থাকে এবং বিভবশক্তি শূন্য হয়। তাই মোট যান্ত্রিক শক্তি ($E$) হবে:
$E = \frac{1}{2}mv^2$
$E = \frac{1}{2} \times 5 \times (50)^2$
$E = \frac{1}{2} \times 5 \times 2500 = 6250\text{ J}$

যেহেতু যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষিত থাকে, তাই সর্বোচ্চ উচ্চতায় পৌঁছালেও এর মোট যান্ত্রিক শক্তি $6250\text{ J}$-ই থাকবে (এ সময় সমস্ত গতিশক্তি বিভবশক্তিতে রূপান্তরিত হয়)।

একই ধরনের প্রশ্ন:
১. $2\text{ kg}$ ভরের একটি বস্তুকে $20\text{ ms}^{-1}$ বেগে খাড়া উপরের দিকে নিক্ষেপ করা হলে সর্বোচ্চ উচ্চতায় এর যান্ত্রিক শক্তি কত হবে?
উত্তর: $400\text{ J}$ [সমাধান: $E = \frac{1}{2} \times 2 \times 20^2 = 400\text{ J}$]