AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৬ — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৬ ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
১
কার্নো চক্রের প্রথম ধাপ কোনটি?
- ক তাপমাত্রা বৃদ্ধি
- খ অন্তঃস্থশক্তি হ্রাস
- গ তাপমাত্রা স্থির
- ঘ তাপের বিকিরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তাপমাত্রা স্থির
কার্নো চক্রের প্রথম ধাপ সমোষ্ণ প্রসারণ, তাই এ ধাপে তাপমাত্রা স্থির থাকে।
চারটি ধাপ: (1) সমোষ্ণ প্রসারণ: উৎস T1-এ তাপ Q1 শোষণ; (2) রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ: তাপমাত্রা T1 থেকে T2-এ নামে; (3) সমোষ্ণ সংকোচন: তাপগ্রাহকে T2-এ তাপ Q2 বর্জন; (4) রুদ্ধতাপীয় সংকোচন: তাপমাত্রা T2 থেকে T1-এ ফেরে।
প্রথম ধাপে dU = 0, শোষিত তাপ পুরোটাই কাজে রূপান্তরিত হয়।
দক্ষতা η = 1 − Q2Q1 = 1 − T2T1; T2 = 0 K না হলে দক্ষতা 100% হয় না। -
২
স্প্রিং ধ্রুবক নির্ভর করে-
- ক স্প্রিং এর দৈর্ঘ্যের উপর
- খ জ্যামিতিক গঠনের উপর
- গ পদার্থের অস্থিতিস্থাপকতার উপর
- ঘ সবগুলো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সবগুলো
স্প্রিং ধ্রুবক k = Fx (একক N m−1, মাত্রা MT−2) স্প্রিংয়ের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য। এটি স্প্রিংয়ের দৈর্ঘ্য, জ্যামিতিক গঠন (তারের ব্যাস, কুণ্ডলীর ব্যাস, পাকসংখ্যা) ও উপাদানের স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক, এই সবগুলোর উপর নির্ভর করে।
স্প্রিং কেটে অর্ধেক করলে k দ্বিগুণ হয় (k ∝ 1L); মোটা তার বা শক্ত উপাদানে k বেশি।
k প্রযুক্ত বল বা সম্প্রসারণের উপর নির্ভর করে না (হুকের সূত্রের সীমার মধ্যে)।
শ্রেণিতে যুক্ত স্প্রিং: 1k = 1k1 + 1k2; সমান্তরালে: k = k1 + k2; স্প্রিং-ভর ব্যবস্থার পর্যায়কাল T = 2πmk । -
৩
কেন্দ্রমুখী বল দ্বারা কৃতকাজ-
- ক শূন্য
- খ অশূন্য
- গ None
- ঘ বল ও সরণের মান দেয়া থাকলে বের করা যাবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শূন্য
কেন্দ্রমুখী বল সর্বদা বৃত্তের কেন্দ্রের দিকে, আর বস্তুর সরণ (বেগ) প্রতি মুহূর্তে বৃত্তের স্পর্শক বরাবর; দুটির মধ্যবর্তী কোণ 90°।
W = Fs cos90° = 0; তাই কেন্দ্রমুখী বল কোনো কাজ করে না, শুধু বেগের দিক বদলায়, মান বদলায় না, গতিশক্তিও অপরিবর্তিত থাকে।
সমরূপ বৃত্তীয় গতিতে Fc = mv2r = mω2r, ক্ষমতা P = F·v = 0। -
৪
শব্দের কোন তিনটি কম্পাঙ্কের সমন্বয়ে ত্রয়ীর সৃষ্টি হয়?
- ক 128 Hz, 192 Hz, 216Hz
- খ 192 Hz, 256 Hz, 320 Hz
- গ 256 Hz, 320 Hz, 384 Hz
- ঘ 320 Hz, 384 Hz, 448 Hz
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 256 Hz, 320 Hz, 384 Hz
তিনটি সুরের কম্পাঙ্কের অনুপাত 4 : 5 : 6 হলে তারা একত্রে শ্রুতিমধুর ত্রয়ী সৃষ্টি করে।
এখানে, 256 : 320 : 384 = 4 : 5 : 6 (প্রতিটিকে 64 দিয়ে ভাগ করে)
192 : 256 : 320 = 3 : 4 : 5, 320 : 384 : 448 = 5 : 6 : 7 এবং 128 : 192 : 216 = 16 : 24 : 27, এগুলো ত্রয়ী নয়।
স্বরগ্রামে সা (256 Hz), গা (320 Hz), পা (384 Hz) মিলে প্রধান ত্রয়ী। -
৫
লেন্সের চারপাশে বায়ুর পরিবর্তে অন্য কোনো ঘন মাধ্যম থাকলে লেন্সের ফোকাস দূরত্ব-
- ক হ্রাস পায়
- খ বৃদ্ধি পায়
- গ একই থাকে
- ঘ পরিবর্তিত হবে কিনা বলা যাবে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বৃদ্ধি পায়
লেন্স-নির্মাতার সূত্র: 1f = (nlnm − 1)(1R1 − 1R2); মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক nm বাড়লে (nlnm − 1) কমে, তাই f বাড়ে।
বায়ুতে fa, মাধ্যমে fm: fmfa = nl − 1nlnm − 1, কাচের লেন্স (n = 1.5) পানিতে (n = 1.33) রাখলে f প্রায় 4 গুণ হয়।
nm = nl হলে f অসীম (লেন্স সমতল কাচের মতো আচরণ করে); nm > nl হলে উত্তল লেন্স অপসারী ও অবতল লেন্স অভিসারী হয়ে যায়। -
৬
একটি বিন্দু উৎস থেকে শব্দ তরঙ্গ বের হচ্ছে। কোন একটি বিন্দুতে শব্দের তীব্রতা উৎস থেকে দূরত্বের-
- ক সমানুপাতিক
- খ বর্গের সমানুপাতিক
- গ ব্যস্তানুপাতিক
- ঘ বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
বিন্দু উৎস থেকে শব্দ সবদিকে গোলকাকারে ছড়ায়; ক্ষমতা P হলে r দূরত্বে তীব্রতা I = P4πr2, তাই I ∝ 1r2 (বিপরীত বর্গীয় সূত্র)।
তীব্রতা = একক সময়ে একক ক্ষেত্রফলে লম্বভাবে প্রবাহিত শক্তি, একক W m−2, মাত্রা MT−3।
তীব্রতা বিস্তারের বর্গ ও কম্পাঙ্কের বর্গের সমানুপাতিক (I ∝ a2n2); দূরত্ব দ্বিগুণ হলে তীব্রতা এক-চতুর্থাংশ, বিস্তার অর্ধেক (a ∝ 1r)।
তীব্রতা লেভেল β = 10 log(II0) dB, I0 = 10−12 W m−2। -
৭
তরঙ্গের তীব্রতার সমীকরণ কোনটি?
- ক I = 2ρπ2a2n2v
- খ I = 2ρπa2n2v
- গ I = 2ρπ2a2n2v2
- ঘ I = 2ρπa2n2v2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) I = 2ρπ2a2n2v
তরঙ্গের তীব্রতা I = 2π2ρa2n2v, এখানে ρ মাধ্যমের ঘনত্ব, a বিস্তার, n কম্পাঙ্ক, v তরঙ্গ বেগ।
উৎপত্তি: একক আয়তনে শক্তি ঘনত্ব = (12)ρω2a2 = 2π2ρn2a2, একক সময়ে একক ক্ষেত্রফল দিয়ে যায় v আয়তনের শক্তি, তাই I = 2π2ρn2a2v।
একক Wm−2, মাত্রা MT−3; I ∝ a2, I ∝ n2, I ∝ v, I ∝ ρ। -
৮
সর্বাপেক্ষা দুর্বল বল কোনটি?
- ক তড়িৎ-চুম্বকীয় বল
- খ চুম্বকীয় বল
- গ মহাকর্ষ
- ঘ নিউক্লিয় বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) মহাকর্ষ
প্রকৃতির চারটি মৌলিক বলের আপেক্ষিক শক্তি: সবল নিউক্লীয় 1, তড়িৎ-চুম্বকীয় 10−2, দুর্বল নিউক্লীয় 10−13, মহাকর্ষ 10−39।
মহাকর্ষ বল সবচেয়ে দুর্বল কিন্তু পাল্লা অসীম, সর্বদা আকর্ষণধর্মী; বাহক কণা গ্র্যাভিটন (অনাবিষ্কৃত)।
সবল নিউক্লীয় বল সবচেয়ে শক্তিশালী, পাল্লা 10−15 m (নিউক্লিয়াসের আকার), বাহক গ্লুয়ন/মেসন।
তড়িৎ-চুম্বকীয় বলের পাল্লা অসীম, বাহক ফোটন; চুম্বকীয় বল তড়িৎ-চুম্বকীয় বলেরই অংশ, আলাদা মৌলিক বল নয়। -
৯
দুর্বল নিউক্লিয় বলের কারণ কোনটি?
- ক নিউট্রিনো
- খ মেসন
- গ প্রোটন
- ঘ বোসন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বোসন
দুর্বল নিউক্লীয় বলের বাহক কণা W+, W− ও Z0 বোসন (ভারী, ভর প্রোটনের প্রায় 86–97 গুণ), পাল্লা প্রায় 10−18 m।
এ বল β-ক্ষয় (n → p + e− + ) ও নিউট্রিনোর মিথস্ক্রিয়ার জন্য দায়ী; নিউট্রিনো এ বলের বাহক নয়, এ বলে অংশগ্রহণকারী কণা।
সবল নিউক্লীয় বলের বাহক গ্লুয়ন (ইউকাওয়ার মতে মেসন), তড়িৎ-চুম্বকীয় বলের বাহক ফোটন, মহাকর্ষের বাহক গ্র্যাভিটন।
তড়িৎ-চুম্বকীয় ও দুর্বল নিউক্লীয় বলকে একত্রে ইলেকট্রো-উইক বল বলা হয়। -
১০
ধনাত্মক কাজের শর্ত কী?
- ক Cos 180°
- খ Cos 45°
- গ Cos 0°
- ঘ Cos 60°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) Cos 0°
কাজ W = F·s = Fs cosθ; θ বল ও সরণের মধ্যবর্তী কোণ।
0° ≤ θ < 90° হলে cosθ ধনাত্মক, কাজ ধনাত্মক; θ = 0° হলে cosθ = 1, কাজ সর্বোচ্চ W = Fs।
θ = 90° হলে কাজ শূন্য (কেন্দ্রমুখী বল, ভারবাহী ব্যক্তির অনুভূমিক হাঁটা); 90° < θ ≤ 180° হলে কাজ ঋণাত্মক, θ = 180° হলে cosθ = −1 (ঘর্ষণ বল, উপরে তোলার সময় অভিকর্ষের কাজ)। -
১১
বাংলাদেশের বাড়ি ঘরে বিদ্যুৎ এর কম্পাঙ্ক কত?
- ক 100 Hz
- খ 45 Hz
- গ 50 Hz
- ঘ 70 Hz
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 50 Hz
বাংলাদেশসহ এশিয়া ও ইউরোপের অধিকাংশ দেশে গৃহস্থালি বিদ্যুৎ 220 V, 50 Hz; আমেরিকায় 110–120 V, 60 Hz।
50 Hz মানে প্রতি সেকেন্ডে 50টি পূর্ণ চক্র, পর্যায়কাল T = 150 = 0.02 s, তড়িৎপ্রবাহ প্রতি সেকেন্ডে 100 বার দিক বদলায়।
220 V হলো rms মান; শীর্ষ মান V0 = 2202 ≈ 311 V। -
১২
জটিল পর্যায়ক্রম কোনটি?
- ক স্থানিক
- খ কালিক
- গ স্থানিক ও কালিক
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) স্থানিক ও কালিক
পর্যায়ক্রম দুই ধরনের: কালিক (নির্দিষ্ট সময় পরপর একই অবস্থার পুনরাবৃত্তি, যেমন দোলকের গতি) ও স্থানিক (নির্দিষ্ট দূরত্ব পরপর একই অবস্থার পুনরাবৃত্তি, যেমন কেলাসের অণুবিন্যাস)।
যেখানে কালিক ও স্থানিক দুই পর্যায়ক্রমই একসাথে থাকে, তাকে জটিল পর্যায়ক্রম বলে। যেমন অগ্রগামী তরঙ্গে কালিক (পর্যায়কাল T) ও স্থানিক (তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ) দুটোই আছে।
তরঙ্গ সমীকরণ y = a sin 2π(tT − xλ)-এ t ও x দুটোই পর্যায়বৃত্ত চলক। -
১৩
গাড়ীর টায়ারে কোন প্রক্রিয়া থাকে?
- ক সমোষ্ণ
- খ সমচাপ
- গ সমআয়তন
- ঘ অসমআয়তন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমআয়তন
গাড়ি চলার সময় টায়ারের ভেতরের বাতাসের আয়তন প্রায় স্থির থাকে; ঘর্ষণে তাপমাত্রা বাড়লে চাপ বাড়ে, তাই এটি সমআয়তন (isochoric) প্রক্রিয়া, P ∝ T (চাপের সূত্র)।
সমআয়তন প্রক্রিয়ায় dV = 0, কাজ W = 0, প্রথম সূত্র অনুযায়ী dQ = dU, অর্থাৎ সরবরাহকৃত সমস্ত তাপ অভ্যন্তরীণ শক্তিতে যুক্ত হয়।
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় T স্থির (PV = ধ্রুবক, dU = 0), সমচাপ প্রক্রিয়ায় P স্থির (V ∝ T), রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় dQ = 0, PVγ = ধ্রুবক (টায়ার হঠাৎ ফেটে যাওয়া, সাইকেলের পাম্প গরম হওয়া)। -
১৪
0.20 mm ব্যাসের নল দিয়ে 50 cm/s বেগে পানি প্রবাহিত হচ্ছে। পানির সান্দ্রতা 5 × 10−3 poise হলে প্রবাহের রেনল্ড সংখ্যা কত?
- ক 110
- খ 50
- গ 60
- ঘ 100
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 100
এখানে, r = 0.10 mm = 10−4 m, v = 50 cm/s = 0.5 m/s, η = 5 × 10−3 poise = 5 × 10−4 Pa·s, ρ = 1000 kg/m3
NR = ρvrη = 1000 × 0.5 × 10−45 × 10−4 = 100
NR < 2000, তাই প্রবাহ ধারারেখ। -
১৫
দুটি ভিন্ন আকৃতির (কিন্তু সমধর্মী চার্জ) পরিবাহী গোলককে স্পর্শ করলে আগের জায়গায় রাখলে-
- ক কুলম্ব বলের দিক বিপরীত হয়ে যাবে
- খ মোট চার্জ বেড়ে যাবে
- গ মোট চার্জ কমে যাবে
- ঘ বিভব সমান হয়ে যাবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বিভব সমান হয়ে যাবে
স্পর্শ করলে দুটি গোলক একটি পরিবাহী হয়ে যায়, সাম্যাবস্থায় উভয়ের বিভব সমান হয়, চার্জ প্রবাহিত হয় উচ্চ বিভব থেকে নিম্ন বিভবের দিকে।
চার্জের সংরক্ষণশীলতা অনুযায়ী মোট চার্জ q1 + q2 অপরিবর্তিত থাকে, শুধু ধারকত্ব (C = 4πε0R) অনুপাতে ভাগ হয়: q1′q2′ = R1R2।
সমান বিভব V = q1 + q24πε0(R1 + R2); বড় গোলকে বেশি চার্জ, ছোট গোলকে বেশি পৃষ্ঠ চার্জ ঘনত্ব।
দুটোতেই একই ধরনের চার্জ থাকায় কুলম্ব বল আগের মতোই বিকর্ষণধর্মী থাকে। -
১৬
কোন তাপমাত্রার পার্থক্য সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলে 40° হয় না?
- ক 10°C
- খ 60°F
- গ −130°F
- ঘ −90°C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 60°F
এখানে, F = 95 C + 32, তাই পাঠের পার্থক্য F − C = 45 C + 32
10°C = 50°F (পার্থক্য 40); −90°C = −130°F (পার্থক্য 40), তাই ক, গ, ঘ শর্ত মানে।
60°F ⇒ C = (60 − 32) × 59 = 15.56°C, পার্থক্য 44.44, তাই 60°F-এ পার্থক্য 40° হয় না।
শর্টকাট: |45 C + 32| = 40 ⇒ C = 10°C অথবা C = −90°C; এ দুটি ছাড়া অন্য কোনো তাপমাত্রায় পার্থক্য 40 নয়। -
১৭
একটি তারের দৈর্ঘ্য 0.50 m, টান 3 kg এর ওজনের সমান। তারটির কম্পাঙ্ক কত? (তারটির এক মিটার দৈর্ঘ্যের ভর 5 g)
- ক 70.71 Hz
- খ 76.68 Hz
- গ 78.6 Hz
- ঘ 80.2 Hz
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 76.68 Hz
এখানে, l = 0.50 m, T = 3 × 9.8 = 29.4 N, m = 5 gm = 5 × 10−3 kgm
n = (12l)Tm = (12 × 0.5)29.45 × 10−3 = 5880 = 76.68 Hz -
১৮
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র থেকে জানা যায় না-
- ক বলের একক
- খ জড়তা
- গ বলের অভিমুখ
- ঘ বলের নিরপেক্ষ নীতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) জড়তা
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র (F = dpdt = ma) থেকে পাওয়া যায়: বলের পরিমাপ ও একক (1 N = 1 kg ms−2), বলের অভিমুখ (ত্বরণের দিকেই বল), এবং বলের স্বাধীনতা/নিরপেক্ষ নীতি (একাধিক বল স্বাধীনভাবে নিজ নিজ ত্বরণ সৃষ্টি করে)।
জড়তার ধারণা ও বলের গুণগত সংজ্ঞা পাওয়া যায় প্রথম সূত্র থেকে; দ্বিতীয় সূত্রে ভর m জড়তার পরিমাপ হিসেবে আসে, কিন্তু জড়তার ধারণা নিজে আসে না।
তৃতীয় সূত্র থেকে পাওয়া যায় ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া ও ভরবেগের সংরক্ষণ। -
১৯
300 kg ভরের একটি পাথরকে ক্রেনের সাহায্যে 0.1 ms−1 বেগে ছাদের উপর উঠাতে ক্রেনের কত ক্ষমতা ব্যয় করতে হবে?
- ক 294 W
- খ 290 W
- গ 270 W
- ঘ 0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 294 W
এখানে, m = 300 kg, v = 0.1 ms−1, g = 9.8 ms−2
P = Fv = mgv = 300 × 9.8 × 0.1 = 294 W -
২০
ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব 2 mm। এ চিড় থেকে 1 m দূরত্বে ডোরা ব্যবধান 0.295 mm পাওয়া গেল। আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত?
- ক 4900 Å
- খ 5900 Å
- গ 6900 Å
- ঘ 7900 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 5900 Å
এখানে, d = 2 mm = 2 × 10−3 m, D = 1 m, Δx = 0.295 mm = 0.295 × 10−3 m
λ = Δx × dD = 0.295 × 10−3 × 2 × 10−31 = 5.9 × 10−7 m = 5900 Å
AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৬ ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।