ইসহাক স্যার — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
ইসহাক স্যার ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩৬০০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
৩৬০০ প্রশ্ন
পাতা ১০৩/১৮০
-
২০৪১
পৃথিবীর পৃষ্ঠ হতে কেন্দ্রের দিকে গতিশীল বস্তুর অভিকর্ষজ ত্বরণের লেখচিত্র কোনটি?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ)
লেখচিত্রটি Y-অক্ষে g মান থেকে শুরু হয়ে গভীরতার সাথে নিম্নমুখী সরলরেখা (গ)।
গভীরতায় gh = g(1 − hR); h = 0 হলে gh = g (Y-অক্ষে ছেদ), h = R (কেন্দ্র) হলে gh = 0।
মূলবিন্দুগামী ঊর্ধ্বমুখী সরলরেখা কেন্দ্র থেকে দূরত্বের সাথে g-এর সম্পর্ক (g ∝ x) বোঝায়, গভীরতার সাথে নয়।
অনুভূমিক রেখা g ধ্রুব বোঝায় এবং Y-অক্ষ ছেদকারী ঊর্ধ্বমুখী রেখা গভীরতার সাথে g বৃদ্ধি বোঝায় — কোনোটিই বাস্তব নয়। -
২০৪২
কোনো গ্রহে অভিকর্ষজ ত্বরণ g6 এবং ব্যাসার্ধ R4। পৃথিবীর পৃষ্ঠে g = 9.81 ms−2 এবং পৃথিবীর ব্যাসার্ধ, R = 6.4 × 106 m।
উক্ত গ্রহটিতে কোনো বস্তুর মুক্তিবেগ কত?- ক 0.56 kms−1
- খ 0.80 kms−1
- গ 2.286 kms−1
- ঘ 2.50 kms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2.286 kms−1
এখানে, gp = g6 = 9.816 = 1.635 ms−2, Rp = R4 = 6.4 × 1064 = 1.6 × 106 m
আমরা জানি, মুক্তিবেগ ve = 2gpRp
∴ ve = 2 × 1.635 × 1.6 × 106 = 5.232 × 106 ≈ 2287 ms−1 ≈ 2.286 kms−1
মুক্তিবেগ নিক্ষিপ্ত বস্তুর ভর বা নিক্ষেপের দিকের উপর নির্ভর করে না। -
২০৪৩
কোনো গ্রহে অভিকর্ষজ ত্বরণ g6 এবং ব্যাসার্ধ R4। পৃথিবীর পৃষ্ঠে g = 9.81 ms−2 এবং পৃথিবীর ব্যাসার্ধ, R = 6.4 × 106 m।
পৃথিবীতে একটি বস্তুর ওজন 600 N হলে ঐ গ্রহে বস্তুটিকে নিয়ে গেলে কী পরিমাণ ওজন হারাবে?- ক 500 N
- খ 450 N
- গ 400 N
- ঘ 300 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 500 N
এখানে, পৃথিবীতে ওজন W = 600 N, গ্রহে অভিকর্ষজ ত্বরণ gp = g6
আমরা জানি, W = mg, তাই গ্রহে ওজন Wp = mgp = W6
∴ Wp = 6006 = 100 N
∴ ওজন হ্রাস = 600 − 100 = 500 N
ভর দুই স্থানেই অপরিবর্তিত (m = 6009.81 ≈ 61.2 kg), শুধু ওজন বদলায়। -
২০৪৪
মহাকর্ষীয় বিভবের একক কোনটি?
- ক Nm2kg−2
- খ Jkg−1
- গ kg ms−1
- ঘ rpm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) Jkg−1
মহাকর্ষীয় বিভবের একক Jkg−1।
একক ভরের বস্তুকে অসীম থেকে ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে আনতে কৃত কাজই ঐ বিন্দুর মহাকর্ষীয় বিভব, V = −GMr; তাই একক = J/kg।
মাত্রা [L2T−2]; মহাকর্ষীয় প্রাবল্যের একক Nkg−1 (= ms−2)।
Nm2kg−2 হলো G-এর একক, kg ms−1 ভরবেগের একক, rpm ঘূর্ণন হারের (প্রতি মিনিটে ঘূর্ণন) একক। -
২০৪৫
অভিকর্ষজ ত্বরণের উপর কোনটির প্রভাব নেই?
- ক দ্রাঘিমা
- খ উচ্চতা
- গ অক্ষাংশ
- ঘ পৃথিবীর ঘূর্ণন ক্রিয়া
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) দ্রাঘিমা
দ্রাঘিমার উপর অভিকর্ষজ ত্বরণ নির্ভর করে না; একই অক্ষাংশ ও উচ্চতায় সব দ্রাঘিমায় g সমান।
উচ্চতা বাড়লে g কমে: gh = g(RR + h)2।
অক্ষাংশ বাড়লে g বাড়ে: gλ = g − ω2R cos2λ; মেরুতে সর্বোচ্চ, বিষুবীয় অঞ্চলে সর্বনিম্ন।
পৃথিবীর ঘূর্ণন (আহ্নিক গতি) g কমায়; ঘূর্ণন থেমে গেলে মেরু ছাড়া সব স্থানে g বাড়বে। -
২০৪৬
একটি সেকেন্ড দোলককে মেরু ও বিষুবীয় অঞ্চলে নিয়ে গেলে প্রাপ্ত অভিকর্ষজ ত্বরণের মান যথাক্রমে 9.83 ms−2 এবং 9.78 ms−2।
মেরু অঞ্চলে উক্ত দোলকের কার্যকরী দৈর্ঘ্য কত?- ক 3.12 m
- খ 1.56 m
- গ 1.49 m
- ঘ 0.9959 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.9959 m
এখানে, সেকেন্ড দোলকের দোলনকাল T = 2 s, মেরুতে g = 9.83 ms−2
আমরা জানি, T = 2πLg, তাই L = gT24π2
∴ L = 9.83 × 224 × 3.14162 = 39.3239.478 ≈ 0.9959 m
সেকেন্ড দোলকের দোলনকাল সবসময় 2 s; তাই যেখানে g বেশি, সেখানে এর কার্যকরী দৈর্ঘ্যও বেশি। -
২০৪৭
একটি সেকেন্ড দোলককে মেরু ও বিষুবীয় অঞ্চলে নিয়ে গেলে প্রাপ্ত অভিকর্ষজ ত্বরণের মান যথাক্রমে 9.83 ms−2 এবং 9.78 ms−2।
উদ্দীপকের দোলকের ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক?- ক বিষুবীয় অঞ্চলে কার্যকরী দৈর্ঘ্য মেরু অঞ্চল থেকে বাড়বে
- খ মেরু অঞ্চলে দোলনকাল বিষুবীয় অঞ্চল থেকে হ্রাস পাবে
- গ উভয় অঞ্চলের ক্ষেত্রে দোলনকাল পৃথিবীর ব্যাসার্ধের উপর নির্ভরশীল নয়
- ঘ উভয় অঞ্চলের ক্ষেত্রে দোলনকাল পৃথিবীর ঘূর্ণনের উপর নির্ভরশীল নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) মেরু অঞ্চলে দোলনকাল বিষুবীয় অঞ্চল থেকে হ্রাস পাবে
একই দোলক (দৈর্ঘ্য L স্থির) মেরুতে নিলে g বেশি (9.83 ms−2), তাই T = 2πLg অনুযায়ী দোলনকাল বিষুবীয় অঞ্চলের চেয়ে কম হয়।
সেকেন্ড দোলক হিসেবে রাখতে বিষুবীয় অঞ্চলে দৈর্ঘ্য L = 9.78 × 44π2 ≈ 0.991 m লাগে, যা মেরুর 0.996 m থেকে কম; অর্থাৎ দৈর্ঘ্য বাড়ে না, কমে।
দোলনকাল g-এর উপর নির্ভর করে, আর g = GMR2 হওয়ায় তা পৃথিবীর ব্যাসার্ধের উপরও নির্ভরশীল।
gλ = g − ω2R cos2λ অনুযায়ী g পৃথিবীর ঘূর্ণনের উপর নির্ভর করে, তাই দোলনকালও ঘূর্ণনের উপর নির্ভরশীল। -
২০৪৮
সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর আবর্তনকাল 365 দিন। পৃথিবী এবং সূর্যের মধ্যকার গড় দূরত্ব 1.5 × 1011 m হলে সূর্যের ভর কত? (মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, G = 6.7 × 10−11 Nm2kg−2)
- ক 1.56 × 1017 kg
- খ 2 × 1020 kg
- গ 6 × 1024 kg
- ঘ 2 × 1030 kg
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2 × 1030 kg
এখানে, T = 365 দিন = 365 × 86400 s = 3.1536 × 107 s, r = 1.5 × 1011 m, G = 6.7 × 10−11 Nm2kg−2
আমরা জানি, M = 4π2r3GT2
∴ M = 4 × 3.14162 × (1.5 × 1011)36.7 × 10−11 × (3.1536 × 107)2
∴ M ≈ 2 × 1030 kg
সূর্যের মহাকর্ষ বলই পৃথিবীর কেন্দ্রমুখী বল জোগায়: GMmr2 = m(4π2T2)r, এখান থেকে সূত্রটি আসে। -
২০৪৯
কৃত্রিম উপগ্রহের রৈখিক বেগের ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক?
- ক 2πR + hR
- খ gR + h
- গ RgR + h
- ঘ 2π(R + h)R
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) RgR + h
কৃত্রিম উপগ্রহের রৈখিক (কক্ষীয়) বেগ v = RgR + h।
মহাকর্ষ বলই কেন্দ্রমুখী বল: GMm(R + h)2 = mv2R + h, তাই v = GMR + h।
GM = gR2 বসালে v = gR2R + h = RgR + h।
পর্যায়কাল T = 2π(R + h)v = 2π(R + h)3gR2; ভূপৃষ্ঠের কাছে (h ≪ R) v = gR ≈ 7.9 kms−1। -
২০৫০
বস্তুর যে ভর ত্বরণ সৃষ্টিতে বাধা দেয় তাকে কী বলে?
- ক মহাকর্ষীয় ভর
- খ ভর ভ্রামক
- গ জড়তা
- ঘ জড় ভর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) জড় ভর
বস্তুর যে ভর ত্বরণ সৃষ্টিতে (গতির পরিবর্তনে) বাধা দেয় তাকে জড় ভর বলে; জড় ভর mi = Fa।
মহাকর্ষীয় ভর হলো যে ভর মহাকর্ষ বলের পরিমাণ নির্ধারণ করে, mg = Fr2GM; পরীক্ষায় দুটি ভর সমান পাওয়া যায়।
জড়তা হলো বস্তুর অবস্থা বজায় রাখার ধর্ম, এটি ভর নয়; ভর জড়তার পরিমাপ।
ভর ভ্রামক (যেমন mr) ভরকেন্দ্র নির্ণয়ে ব্যবহৃত রাশি। -
২০৫১
"সূর্যের চারদিকে প্রতিটি গ্রহের আবর্তনকালের বর্গ এর কক্ষপথের অর্ধপরাক্ষের ঘনফলের—।"
- ক সমানুপাতিক
- খ ব্যস্তানুপাতিক
- গ বর্গের সমানুপাতিক
- ঘ বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) সমানুপাতিক
সূর্যের চারদিকে প্রতিটি গ্রহের আবর্তনকালের বর্গ এর কক্ষপথের অর্ধপরাক্ষের ঘনফলের সমানুপাতিক, T2 ∝ a3।
এটি কেপলারের তৃতীয় সূত্র বা পর্যায়কালের সূত্র (1619 সালে প্রকাশিত)।
নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র থেকে T2 = (4π2GM)a3, তাই সমানুপাতিক ধ্রুবক শুধু সূর্যের ভরের উপর নির্ভর করে।
প্রথম সূত্র উপবৃত্তাকার কক্ষপথ এবং দ্বিতীয় সূত্র সমান সময়ে সমান ক্ষেত্রফল অতিক্রমের কথা বলে। -
২০৫২
আহ্নিক গতির জন্য অভিকর্ষজ ত্বরণের মান—
i. 45° অক্ষাংশে সমুদ্র সমতলে সবচেয়ে বেশি
ii. মেরু অঞ্চলে সবচেয়ে বেশি
iii. বিষুবীয় অঞ্চলে সবচেয়ে কম
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ii ও iii
i ভুল: gλ = g − ω2R cos2λ অনুযায়ী অক্ষাংশ বাড়লে g বাড়ে; তাই 45° অক্ষাংশে g সর্বোচ্চ নয়। 45° অক্ষাংশে সমুদ্র সমতলের g (9.81 ms−2) আদর্শ মান হিসেবে ধরা হয়।
ii সঠিক: মেরুতে λ = 90°, cos90° = 0, তাই g কমে না, সর্বোচ্চ থাকে।
iii সঠিক: বিষুবীয় অঞ্চলে λ = 0°, cos0° = 1, তাই g সবচেয়ে বেশি (ω2R পরিমাণ) কমে, সর্বনিম্ন হয়। -
২০৫৩
পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে দূরত্বের সাথে অভিকর্ষজ ত্বরণের পরিবর্তনকে লেখচিত্রের সাহায্যে প্রকাশ করলে নিচের কোনটি সঠিক লেখচিত্র হবে?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক)
পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে পৃষ্ঠ পর্যন্ত g দূরত্বের সাথে রৈখিকভাবে বাড়ে (g ∝ r), পৃষ্ঠে সর্বোচ্চ g হয়, এরপর বাইরে দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতে বক্ররেখায় কমে (g ∝ 1r2)।
অভ্যন্তরে g′ = g(rR): মূলবিন্দুগামী সরলরেখা, কেন্দ্রে g′ = 0।
বাইরে g′ = g(Rr)2: r = R বিন্দুতে সর্বোচ্চ থেকে ক্রমশ কমে যাওয়া বক্ররেখা, কখনো শূন্য হয় না।
তাই সঠিক লেখচিত্রে O থেকে R পর্যন্ত সরলরেখা এবং R-এর পর নিম্নগামী বক্ররেখা থাকে; অভ্যন্তরের অংশ বক্ররেখা বা অনুভূমিক হয় না। -
২০৫৪
এক ব্যক্তি 10 kg ভরের একটি ব্যাগ নিয়ে সমতল পথে 10 m দূরত্ব অতিক্রম করলে অভিকর্ষ বলের দ্বারা কাজ কত হবে?
- ক 100 J
- খ 980 J
- গ 9.8 J
- ঘ 0 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0 J
এখানে, m = 10 kg, অনুভূমিক সরণ s = 10 m, বল (mg) খাড়া নিচে, বল ও সরণের মধ্যবর্তী কোণ θ = 90°
আমরা জানি, W = Fs cosθ
∴ W = mg × s × cos90° = 10 × 9.8 × 10 × 0 = 0 J
সমতল পথে চললে উল্লম্ব সরণ শূন্য, তাই অভিকর্ষ বল কোনো কাজ করে না। -
২০৫৫
সূর্যের ভরের রাশিমালা নিচের কোনটি?
- ক 4π2r3GT2
- খ 3πr3GT
- গ 3πr2GT2
- ঘ 3πr3GT2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 4π2r3GT2
সূর্যের ভর M = 4π2r3GT2।
সূর্যের মহাকর্ষ বলই গ্রহের কেন্দ্রমুখী বল: GMmr2 = mω2r = m(4π2T2)r।
∴ M = 4π2r3GT2, যেখানে r গ্রহের কক্ষপথের ব্যাসার্ধ, T পর্যায়কাল।
একই সূত্রে পৃথিবীর ভর বের করতে চাঁদ বা কৃত্রিম উপগ্রহের r ও T ব্যবহার করা হয়। -
২০৫৬
একটি গ্রহের ব্যাসার্ধ পৃথিবীর ব্যাসার্ধের দ্বিগুণ। উক্ত গ্রহের পৃষ্ঠে অভিকর্ষ ত্বরণ পৃথিবীর অভিকর্ষ ত্বরণের আটগুণ। গ্রহটির পৃষ্ঠে মুক্তিবেগ কত?
- ক 4.48 × 10−3 ms−1
- খ 4.48 × 103 ms−1
- গ 4.48 × 103 cms−1
- ঘ 44.8 × 103 ms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 44.8 × 103 ms−1
এখানে, Rp = 2R, gp = 8g, g = 9.8 ms−2, R = 6.4 × 106 m
আমরা জানি, মুক্তিবেগ v = 2gR
∴ vp = 2 × 8g × 2R = 42gR = 4 × 2 × 9.8 × 6.4 × 106 = 4 × 11.2 × 103 = 44.8 × 103 ms−1
অর্থাৎ গ্রহটির মুক্তিবেগ পৃথিবীর 4 গুণ, 44.8 kms−1। -
২০৫৭
পৃথিবী পৃষ্ঠে 30 kg ভরের একটি বস্তুর ওজন চন্দ্রপৃষ্ঠে কত? চন্দ্রের অভিকর্ষজ ত্বরণ পৃথিবীর 16 গুণ।
- ক 489 N
- খ 480 N
- গ 485 N
- ঘ 49 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 49 N
এখানে, m = 30 kg, চন্দ্রে gm = g6 = 9.86 ms−2
আমরা জানি, W = mgm
∴ W = 30 × 9.86 = 49 N
পৃথিবীতে এর ওজন 30 × 9.8 = 294 N; চন্দ্রে ভর একই (30 kg) থাকে, ওজন হয় 16 অংশ। -
২০৫৮
একটি বস্তুকে ভূপৃষ্ঠ হতে কত বেগে ছুঁড়লে এটি কৃত্রিম উপগ্রহে পরিণত হবে?
- ক 11.2 kms−1
- খ 7.9 kms−1
- গ 11.2 ms−1
- ঘ 7.9 ms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7.9 kms−1
এখানে, g = 9.8 ms−2, R = 6.4 × 106 m
আমরা জানি, ভূপৃষ্ঠের কাছে কক্ষীয় বেগ v = gR
∴ v = 9.8 × 6.4 × 106 ≈ 7.92 × 103 ms−1 ≈ 7.9 kms−1
11.2 kms−1 হলো মুক্তিবেগ (2gR), এই বেগে বস্তু পৃথিবীর আকর্ষণ ছাড়িয়ে চলে যায়; মুক্তিবেগ = 2 × কক্ষীয় বেগ। -
২০৫৯
একটি গ্রহের অভিকর্ষজ ত্বরণ (18)g এবং ব্যাসার্ধ (12)R। এখানে g হচ্ছে পৃথিবীর পৃষ্ঠে অভিকর্ষজ ত্বরণ এবং R হচ্ছে পৃথিবীর ব্যাসার্ধ।
গ্রহটির মুক্তিবেগ কত?- ক 0.7 kms−1
- খ 1.4 kms−1
- গ 2.8 kms−1
- ঘ 5.6 kms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2.8 kms−1
এখানে, gp = (18)g, Rp = (12)R, পৃথিবীর মুক্তিবেগ ve = 2gR = 2 × 9.8 × 6.4 × 106 = 11.2 kms−1
আমরা জানি, vp = 2gpRp
∴ vp = 2 × g8 × R2 = (14)2gR = 11.24 = 2.8 kms−1
মুক্তিবেগ gR-এর সমানুপাতিক, তাই g ও R দুটিই কমলে মুক্তিবেগ অনেক কমে যায়। -
২০৬০
একটি গ্রহের অভিকর্ষজ ত্বরণ (18)g এবং ব্যাসার্ধ (12)R। এখানে g হচ্ছে পৃথিবীর পৃষ্ঠে অভিকর্ষজ ত্বরণ এবং R হচ্ছে পৃথিবীর ব্যাসার্ধ।
343 N ওজনের একটি বস্তুকে পৃথিবী থেকে উক্ত গ্রহে নিয়ে গেলে তা কতটুকু ওজন হারাবে?- ক 35 N
- খ 42.875 N
- গ 300.125 N
- ঘ 343 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 300.125 N
এখানে, পৃথিবীতে ওজন W = 343 N, গ্রহে gp = (18)g
আমরা জানি, W = mg, তাই গ্রহে ওজন Wp = W8
∴ Wp = 3438 = 42.875 N
∴ ওজন হ্রাস = 343 − 42.875 = 300.125 N
বস্তুর ভর m = 3439.8 = 35 kg দুই স্থানেই অপরিবর্তিত থাকে।
ইসহাক স্যার ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।