AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৭ — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৭ ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
১
একটি ধারকের গায়ে লেখা 0.09 μF-220 V। তবে কত বিভব পার্থক্যে ধারকটি নষ্ট হয়ে যাবে?
- ক 222 V
- খ 220 V
- গ 160 V
- ঘ ধারক নষ্ট হবে না (বিভব পার্থক্য যাই হোক না কেনো)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 222 V
ধারকের গায়ে লেখা 0.09 μF-220 V মানে ধারকত্ব 0.09 μF এবং নিরাপদে প্রয়োগযোগ্য সর্বোচ্চ বিভব পার্থক্য 220 V।
এই বিভবের বেশি (যেমন 222 V) দিলে ডাইইলেকট্রিকের ভেদন ঘটে (dielectric breakdown) এবং ধারক নষ্ট হয়ে যায়।
220 V বা তার কম বিভবে ধারক নিরাপদ; সর্বোচ্চ সঞ্চিত চার্জ Q = CV = 0.09 × 10−6 × 220 = 1.98 × 10−5 C।
ধারকত্ব C = QV, একক ফ্যারাড (F), 1 μF = 10−6 F। -
২
একটি সরল দোলকের পর্যায়কাল 2 s এর কম্পাঙ্ক কত?
- ক 2 Hz
- খ 1 Hz
- গ 0.5 Hz
- ঘ 4 Hz
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.5 Hz
এখানে, T = 2 s
f = 1T = 12 = 0.5 Hz -
৩
কোনো স্থানে দুটি সরল দোলকের দোলনকালের অনুপাত 4 : 5 হলে এদের কার্যকরী দৈর্ঘ্যের অনুপাত কত?
- ক 25 : 16
- খ 16 : 25
- গ 5 : 4
- ঘ 4 : 5
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 16 : 25
এখানে, T1 : T2 = 4 : 5
T = 2πLg ⇒ L ∝ T2
L1 : L2 = T12 : T22 = 16 : 25 -
৪
একটি দেয়াল ঘড়ির মিনিটের কাঁটার দৈর্ঘ্য 18 cm হলে এর প্রান্তের রৈখিক বেগ কত?
- ক 3.13 × 10−6 m/s
- খ 3.13 × 10−5 m/s
- গ 3.13 × 10−4 m/s
- ঘ 3.13 × 10−3 m/s
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3.13 × 10−4 m/s
এখানে, মিনিটের কাঁটার পর্যায়কাল T = 1 h = 3600 s, r = 18 cm = 0.18 m
ω = 2πT = 2π3600 = 1.745 × 10−3 rad s−1
প্রান্তের রৈখিক বেগ v = ωr = 1.745 × 10−3 × 0.18 ≈ 3.14 × 10−4 m s−1
কৌণিক বেগ কাঁটার দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে না, রৈখিক বেগ v = ωr দৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক।
শর্টকাট: v = 2πrT = 2π × 0.183600 ≈ 3.14 × 10−4 m s−1 -
৫
সেকেন্ড কাঁটার কৌণিক ত্বরণ এর মান কত?
- ক 0
- খ 3
- গ 4
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0
সেকেন্ডের কাঁটা সমকৌণিক বেগে ঘোরে: ω = 2π60 = 0.105 rad/s, যা সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয় না।
কৌণিক ত্বরণ α = dωdt; ω ধ্রুব হলে α = 0।
ঘড়ির যেকোনো কাঁটার (সেকেন্ড, মিনিট, ঘণ্টা) কৌণিক ত্বরণ শূন্য, তবে প্রান্তের কেন্দ্রমুখী ত্বরণ ω2r শূন্য নয়।
কৌণিক ত্বরণের একক rad s−2, মাত্রা T−2। -
৬
একক কৌণিক বেগে ঘূর্ণনরত বস্তুর জড়তার ভ্রামক সমান-
- ক কৌণিক ভরবেগ
- খ 3 × গতিশক্তি
- গ 0
- ঘ এক একক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কৌণিক ভরবেগ
এখানে, ω = 1 rad/s
কৌণিক ভরবেগ L = Iω = I × 1 = I
অর্থাৎ একক কৌণিক বেগে ঘূর্ণনরত বস্তুর জড়তার ভ্রামক সংখ্যাগতভাবে এর কৌণিক ভরবেগের সমান।
এই অবস্থায় ঘূর্ণন গতিশক্তি E = (12)Iω2 = I2, তাই I = 2 × গতিশক্তি। -
৭
ইয়ং এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় চিড়গুলোর দূরত্ব অর্ধেক এবং চিড় ও পর্দার দূরত্ব দ্বিগুণ করা হলে ডোরা প্রস্থ কত হবে?
- ক 2 গুণ
- খ 12 গুণ
- গ 4 গুণ
- ঘ কোনটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4 গুণ
এখানে, d′ = d2, D′ = 2D
ডোরা প্রস্থ β = λDd
β′ = λ(2D)d2 = 4λDd = 4β, অর্থাৎ 4 গুণ।
শর্টকাট: β ∝ Dd, তাই β′β = 2 ÷ (12) = 4। -
৮
কয়লা পোড়ালে তাপ উৎপন্ন হয়। এখানে শক্তির রূপান্তর?
- ক রাসায়নিক শক্তি → তাপ শক্তি
- খ তাপ শক্তি → রাসায়নিক শক্তিতে
- গ বিদ্যুৎ শক্তি → শব্দ শক্তিতে
- ঘ তাপ শক্তি → শব্দ শক্তিতে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) রাসায়নিক শক্তি → তাপ শক্তি
কয়লার মধ্যে সঞ্চিত থাকে রাসায়নিক শক্তি; দহনে (অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়ায়) তা তাপ ও আলোক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
একইভাবে ব্যাটারি: রাসায়নিক → তড়িৎ; বৈদ্যুতিক হিটার: তড়িৎ → তাপ; লাউডস্পিকার: তড়িৎ → শব্দ।
শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি অনুসারে শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না, কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে যায়। -
৯
v বেগে একটি Bullet একটি তক্তা ভেদ করতে পারলে, 2v বেগে কতটি তক্তা ভেদ করতে পারবে?
- ক 15 টি
- খ 2 টি
- গ 4 টি
- ঘ 1 টি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4 টি
এখানে, v1 = v, v2 = 2v, n1 = 1
তক্তা ভেদের সংখ্যা n ∝ গতিশক্তি ∝ v2 (বাধাদানকারী বল ধ্রুব ধরে, F × n × d = (12)mv2)
n2n1 = (2vv)2 = 4 ⇒ n2 = 4 টি -
১০
30 m উচ্চতা থেকে পড়ন্ত বস্তু কত m পতিত হলে এর গতিশক্তি বিভবশক্তির দ্বিগুণ হবে?
- ক 20
- খ 10
- গ 5
- ঘ গতিশক্তি কখনই বিভবশক্তির দ্বিগুণ হবে না কারণ শক্তি সংরক্ষণশীল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 20
এখানে, H = 30 m, পতিত দূরত্ব = x
গতিশক্তি = হারানো বিভব শক্তি = mgx, অবশিষ্ট বিভবশক্তি = mg(30 − x)
mgx = 2mg(30 − x) ⇒ x = 60 − 2x ⇒ 3x = 60 ⇒ x = 20 m
শর্টকাট: গতিশক্তি = n × বিভবশক্তি হলে পতিত দূরত্ব = nHn + 1 = 2 × 303 = 20 m -
১১
সরল দোলন গতিসম্পন্ন কোনো কণার পর্যায়কাল এর বল ধ্রুবকের-
- ক সমানুপাতিক
- খ বর্গমূলের সমানুপাতিক
- গ ব্যস্তানুপাতিক
- ঘ বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক
সরল ছন্দিত গতিতে পর্যায়কাল T = 2πmk , এখানে k বল ধ্রুবক (spring constant), m কণার ভর।
সুতরাং T ∝ 1k , অর্থাৎ পর্যায়কাল বল ধ্রুবকের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক; আবার T ∝ m।
কৌণিক কম্পাঙ্ক ω = km , কম্পাঙ্ক f = (12π)km ।
k এর একক N m−1, মাত্রা MT−2; পর্যায়কাল বিস্তারের উপর নির্ভর করে না। -
১২
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র কোনটি?
- ক P ∝ kmF
- খ P = mF
- গ F = ma
- ঘ dPdt ∝ F
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) dPdt ∝ F
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র: বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যে দিকে ক্রিয়া করে ভরবেগের পরিবর্তন সেদিকেই ঘটে, dPdt ∝ F।
SI এককে সমানুপাতিক ধ্রুবক k = 1 নিয়ে F = dPdt = d(mv)dt = ma (m ধ্রুব হলে)।
F = ma সূত্রের মূল বিবৃতি নয়, এটি দ্বিতীয় সূত্র থেকে প্রাপ্ত ফল।
বলের একক N = kg m s−2, মাত্রা MLT−2। -
১৩
কোয়ার্টজ কোন ধরনের বস্তু?
- ক অসমদিক ধর্মী
- খ সমদিক ধর্মী
- গ পূর্ণ স্থিতিস্থাপক
- ঘ প্লাস্টিক বস্তু
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অসমদিক ধর্মী
কোয়ার্টজ (SiO2) একটি কেলাসিত কঠিন পদার্থ, এর ধর্ম (তাপ পরিবাহিতা, প্রতিসরাঙ্ক, স্থিতিস্থাপকতা) বিভিন্ন দিকে বিভিন্ন হয়, তাই এটি অসমদিক ধর্মী (anisotropic)।
কোয়ার্টজে দ্বৈত প্রতিসরণ ঘটে; ফ্লিন্ট, কাচ, রাবার প্রভৃতি অকেলাসিত পদার্থ সমদিক ধর্মী (isotropic)।
কোয়ার্টজ প্রায় পূর্ণ স্থিতিস্থাপক আচরণ করে বলে ঘড়ি ও অসিলেটরে ব্যবহৃত হয়, তবে প্রশ্নে চাওয়া মূল শ্রেণিবিভাগ হলো অসমদিক ধর্মী। -
১৪
A = −(15)i হলে এর বিপ্রতীপ ভেক্টর-
- ক −5i
- খ 5i
- গ (15)i
- ঘ −(15)i
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) −5i
এখানে, A = −(15)i, |A| = 15
বিপ্রতীপ ভেক্টরের দিক A এর দিকে (−i) এবং মান 1|A| = 5
বিপ্রতীপ ভেক্টর = 5 × (−i) = −5i -
১৫
Fm−1 কিসের একক?
- ক চার্জ ঘনত্বের
- খ তড়িৎ প্রাবল্যের
- গ ভেদনযোগ্যতার
- ঘ আপেক্ষিক ভেদ্যতা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ভেদনযোগ্যতার
ধারকত্ব C = ε0Ad থেকে ε0 = CdA, একক F mm2 = F m−1।
ভেদনযোগ্যতা (permittivity) ε এর একক F m−1 বা C2 N−1 m−2, শূন্য মাধ্যমে ε0 = 8.854 × 10−12 F m−1।
আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা εr = εε0 একক-বিহীন; তড়িৎ প্রাবল্যের একক N C−1 বা V m−1; চার্জ ঘনত্বের একক C m−2 (তল) বা C m−3 (আয়তন)। -
১৬
গ্যাসের গতিবেগ এর ক্ষেত্রে কোন ক্রমটি সঠিক?
- ক RMS বেগ < গড় গতিবেগ
- খ সম্ভাব্যতম বেগ > গড় গতিবেগ
- গ RMS বেগ > সম্ভাব্যতম বেগ
- ঘ RMS বেগ > গড় গতিবেগ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) RMS বেগ > গড় গতিবেগ
গ্যাসের গতিতত্ত্বে তিন প্রকার বেগ: rms বেগ crms = 3RTM, গড় বেগ = 8RTπM, সম্ভাব্যতম বেগ cp = 2RTM।
মানের ক্রম: crms > > cp, অনুপাত 3 : 8π : 2 = 1.732 : 1.596 : 1.414।
তাই rms বেগ গড় বেগ অপেক্ষা বড় এবং সম্ভাব্যতম বেগ সবচেয়ে ছোট।
সব বেগই T এর সমানুপাতিক এবং M এর ব্যস্তানুপাতিক; গড় গতিশক্তি (32)kT কেবল তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। -
১৭
সমতল নিঃসরণ গ্রেটিং সম্পর্কে সত্য নয় নিচের কোনটি?
- ক প্রতি cm এ প্রায় 5000 হতে 6000 পর্যন্ত দাগ থাকে
- খ প্রতিটি দাগ অস্বচ্ছ রেখার মত কাজ করে
- গ প্রতিলিপি গ্রেটিং এক ধরনের নিঃসরণ গ্রেটিং
- ঘ গ্রেটিং ধ্রুবক = 1a + b [a = চিড়ের প্রস্থ, b = রেখার প্রস্থ]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) গ্রেটিং ধ্রুবক = 1a + b [a = চিড়ের প্রস্থ, b = রেখার প্রস্থ]
সমতল নিঃসরণ গ্রেটিং: স্বচ্ছ কাচ বা পলিশ করা ধাতব পাতে হীরার সূচ দিয়ে প্রতি cm-এ প্রায় 5000 হতে 6000 সমান্তরাল সমদূরবর্তী দাগ কাটা হয়; দাগগুলো অস্বচ্ছ রেখা ও দাগের মধ্যবর্তী অংশ চিড়ের মতো কাজ করে।
চিড়ের প্রস্থ a ও অস্বচ্ছ রেখার প্রস্থ b হলে গ্রেটিং ধ্রুবক d = a + b, প্রতি একক দৈর্ঘ্যে দাগসংখ্যা N = 1a + b।
গ্রেটিং সমীকরণ: (a + b) sinθ = nλ; মূল গ্রেটিং থেকে সেলুলয়েড বা কলোডিয়নে ছাপ নিয়ে তৈরি প্রতিলিপি গ্রেটিংও এক প্রকার নিঃসরণ গ্রেটিং। -
১৮
যদি অন্যান্য বল ক্রিয়া না করে তবে একটি নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কের স্পন্দনশীল কণার কোনটি ধ্রুব থাকে?
- ক দশা ধ্রুবক
- খ সরণ
- গ কৌণিক বেগ
- ঘ বেগ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কৌণিক বেগ
সরল ছন্দিত স্পন্দনে x = A sin(ωt + δ); কৌণিক কম্পাঙ্ক বা কৌণিক বেগ ω = 2πf = 2πT, তাই নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কে ω ধ্রুব থাকে।
সরণ x, বেগ v = ωA2 − x2 এবং ত্বরণ a = −ω2x প্রতিমুহূর্তে বদলায়।
সাম্যাবস্থানে বেগ সর্বোচ্চ ωA ও ত্বরণ শূন্য; প্রান্তে বেগ শূন্য ও ত্বরণ সর্বোচ্চ ω2A।
বিস্তার A ও মোট শক্তি (12)mω2A2 অন্য কোনো বল না থাকলে ধ্রুব থাকে। আদি দশা δ (দশা ধ্রুবক) শুধু গতি শুরুর অবস্থা নির্দেশ করে, কিন্তু প্রশ্নে কম্পাঙ্কের সাথে সরাসরি যুক্ত রাশি হিসেবে কৌণিক বেগই কাঙ্ক্ষিত উত্তর। -
১৯
দুটি ভেক্টর রাশির যোগফল ও বিয়োগফল সমান হলে তাদের মধ্যবর্তী কোণ-
- ক 90°
- খ 60°
- গ 45°
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 90°
এখানে, |A + B| = |A − B|
A2 + B2 + 2AB cosθ = A2 + B2 − 2AB cosθ ⇒ 4AB cosθ = 0
cosθ = 0 ⇒ θ = 90° -
২০
সরল ছন্দিত স্পন্দনে স্পন্দিত একটি কণার পর্যায়কাল 20 s হলে এর কৌণিক কম্পাঙ্ক কত?
- ক π20 rad s−1
- খ π10 rad s−1
- গ π5 rad s−1
- ঘ π15 rad s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) π10 rad s−1
এখানে, T = 20 s
ω = 2πT = 2π20 = π10 rad s−1
AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৭ ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।