ইসহাক স্যার — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
ইসহাক স্যার ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩৬০০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
৩৬০০ প্রশ্ন
পাতা ৮৪/১৮০
-
১৬৬১
সার্কাস খেলায় একটি বাইক 1200 m/min বেগে একটি বৃত্তাকার পথে ঘুরছে। বৃত্তাকার পথের ব্যাসার্ধ 200 m হলে বাইকটির কৌণিক বেগ কত?
- ক 0.01 rad s−1
- খ 0.001 rad s−1
- গ 0.1 rad s−1
- ঘ 0.002 rad s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.1 rad s−1
এখানে, v = 1200 m/min = 120060 = 20 ms−1, r = 200 m
আমরা জানি, v = ωr, অর্থাৎ ω = vr
∴ ω = 20200 = 0.1 rad s−1
কৌণিক বেগের SI একক rad s−1। -
১৬৬২
জড়তার ভ্রামকের একক—
- ক kgm−2
- খ kgm
- গ kgm−1
- ঘ kgm2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) kgm2
জড়তার ভ্রামকের SI একক kgm2।
I = Σmr2, অর্থাৎ ভর × দূরত্বের বর্গ; তাই একক kg × m2 = kgm2।
এর মাত্রা [ML2]।
I = MK2 সম্পর্ক থেকেও একই একক পাওয়া যায়, যেখানে K চক্রগতির ব্যাসার্ধ। -
১৬৬৩
টর্ক τ, জড়তার ভ্রামক I ও কৌণিক ত্বরণ α-এর মধ্যে সম্পর্ক হলো—
- ক τ = I2α
- খ τ = Iα
- গ τ = Iα
- ঘ τ = Iα
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) τ = Iα
টর্ক, জড়তার ভ্রামক ও কৌণিক ত্বরণের সম্পর্ক τ = Iα।
এটি ঘূর্ণন গতির ক্ষেত্রে নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের রূপ, যা রৈখিক গতির F = ma-এর অনুরূপ।
রৈখিক ও ঘূর্ণন রাশির সাদৃশ্য: বল F ও টর্ক τ, ভর m ও জড়তার ভ্রামক I, ত্বরণ a ও কৌণিক ত্বরণ α।
টর্কের একক Nm। -
১৬৬৪
কোনো বস্তুর জড়তার ভ্রামক নির্ভর করে এর—
- ক ভর ও ঘূর্ণন অক্ষের ওপর
- খ আয়তন
- গ কৌণিক বেগের ওপর
- ঘ কৌণিক ভরবেগের ওপর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ভর ও ঘূর্ণন অক্ষের ওপর
জড়তার ভ্রামক নির্ভর করে বস্তুর ভর এবং ঘূর্ণন অক্ষের অবস্থানের (অক্ষ থেকে ভরের বণ্টন) ওপর।
I = Σmr2; একই বস্তুর বিভিন্ন অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার ভ্রামক বিভিন্ন হয়।
বস্তুর আকার ও ভর কীভাবে বণ্টিত তার ওপরও এটি নির্ভর করে।
জড়তার ভ্রামক কৌণিক বেগ বা কৌণিক ভরবেগের ওপর নির্ভর করে না; বরং L = Iω। -
১৬৬৫
পাতলা বৃত্তাকার চাকতির চক্রগতির ব্যাসার্ধ হলো—
- ক K = l2
- খ K = l3
- গ K = r2
- ঘ K = r12
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) K = r2
পাতলা বৃত্তাকার চাকতির কেন্দ্রগামী ও তলের লম্ব অক্ষের সাপেক্ষে চক্রগতির ব্যাসার্ধ K = r2।
আমরা জানি, I = MK2 এবং চাকতির ক্ষেত্রে I = (12)Mr2
∴ MK2 = (12)Mr2, অর্থাৎ K = r2 ≈ 0.707r
দণ্ডের মধ্যবিন্দুগামী লম্ব অক্ষে K = l12 এবং এক প্রান্তগামী লম্ব অক্ষে K = l3। -
১৬৬৬
টর্কের বা বলের ভ্রামকের মাত্রা কোনটি?
- ক ML2T2
- খ ML2T−2
- গ M2LT−2
- ঘ ML−3T2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ML2T−2
টর্ক বা বলের ভ্রামকের মাত্রা ML2T−2।
τ = r × F = দূরত্ব × বল, তাই [τ] = [L] × [MLT−2] = [ML2T−2]।
টর্কের একক Nm; কাজ ও শক্তির মাত্রাও ML2T−2, তবে টর্ক ভেক্টর এবং কাজ স্কেলার রাশি।
টর্কের এককে জুল লেখা হয় না, Nm লেখা হয়। -
১৬৬৭
যখন কোনো কণার ওপর প্রযুক্ত টর্ক শূন্য তখন নিচের কোন রাশিটি ধ্রুবক হয়?
- ক বল
- খ কৌণিক ভরবেগ
- গ রৈখিক ভরবেগ
- ঘ বলের ঘাত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) কৌণিক ভরবেগ
কণার ওপর প্রযুক্ত টর্ক শূন্য হলে কৌণিক ভরবেগ ধ্রুবক থাকে।
আমরা জানি, τ = dLdt; τ = 0 হলে dLdt = 0, অর্থাৎ L ধ্রুবক।
এটাই কৌণিক ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র।
রৈখিক গতিতে অনুরূপভাবে বাহ্যিক বল শূন্য হলে রৈখিক ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে। -
১৬৬৮
M ভরের এবং R ব্যাসার্ধের একটি চাকতি তার কেন্দ্র দিয়ে লম্বভাবে গমনকারী কোনো অক্ষের সাপেক্ষে ঘুরছে। চাকতির জড়তার ভ্রামক কত?
- ক MR22
- খ MR2
- গ (32)MR2
- ঘ 2MR2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) MR22
M ভর ও R ব্যাসার্ধের চাকতির কেন্দ্রগামী ও তলের লম্ব অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার ভ্রামক I = MR22।
চাকতির যেকোনো ব্যাসের সাপেক্ষে I = MR24 (লম্ব অক্ষ উপপাদ্য থেকে)।
স্পর্শকের (তলে অবস্থিত) সাপেক্ষে I = (54)MR2 এবং তলের লম্ব প্রান্তীয় অক্ষে I = (32)MR2 (সমান্তরাল অক্ষ উপপাদ্য থেকে)।
বৃত্তাকার রিং-এর কেন্দ্রগামী লম্ব অক্ষে I = MR2। -
১৬৬৯
বৃত্তীয় গতির ক্ষেত্রে কৌণিক ভরবেগের রাশি কোনটি?
- ক mrω
- খ mr2ω
- গ mrω2
- ঘ m2rω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) mr2ω
বৃত্তীয় গতির ক্ষেত্রে কৌণিক ভরবেগ L = mr2ω।
আমরা জানি, L = mvr এবং v = ωr, তাই L = mr(ωr) = mr2ω।
আবার জড়তার ভ্রামক I = mr2 হওয়ায় L = Iω।
mrω হলো রৈখিক ভরবেগ mv এবং mrω2 হলো কেন্দ্রমুখী বল। -
১৬৭০
টর্কের একক হচ্ছে—
- ক Nm
- খ Nm−1
- গ N−1m
- ঘ Nm−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Nm
টর্কের একক Nm (নিউটন মিটার), কারণ τ = rF sinθ অর্থাৎ বল × লম্ব দূরত্ব।
টর্কের মাত্রা ML2T−2, যা কাজের মাত্রার সমান, তবে টর্ক ভেক্টর রাশি (τ = r × F) আর কাজ স্কেলার রাশি।
টর্ককে জুল না লিখে Nm লেখা হয়; কৌণিক সরণসহ কাজ W = τθ হলে তখন একক J। -
১৬৭১
সমান ভরের দুটি বস্তুর মধ্যে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ হলে নিচের কোনটি সত্যি? এখানে ১ম বস্তুর আদি ও শেষ বেগ u1 ও v1 এবং ২য় বস্তুর আদি ও শেষ বেগ u2 ও v2।
- ক u1 = v2
- খ u1 = v1
- গ u1 = u2
- ঘ u2 = v2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) u1 = v2
সমান ভরের দুটি বস্তুর একমাত্রিক স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে বস্তু দুটি পরস্পরের বেগ বিনিময় করে: v1 = u2 এবং v2 = u1।
আমরা জানি, v1 = (m1 − m2)u1 + 2m2u2m1 + m2 এবং v2 = (m2 − m1)u2 + 2m1u1m1 + m2
∴ m1 = m2 হলে v1 = 2mu22m = u2 এবং v2 = 2mu12m = u1
দ্বিতীয় বস্তু প্রথমে স্থির (u2 = 0) থাকলে সংঘর্ষের পর প্রথম বস্তু থেমে যায় এবং দ্বিতীয়টি u1 বেগে চলে। -
১৬৭২
মহাকর্ষ বল কোন কণার বিনিময়ের ফলে কার্যকর হয়?
- ক গ্রাভিটন
- খ মেসন
- গ ফোটন
- ঘ নিউটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) গ্রাভিটন
মহাকর্ষ বল গ্রাভিটন নামক কল্পিত কণার বিনিময়ের ফলে কার্যকর হয় বলে ধারণা করা হয়।
গ্রাভিটন ভরহীন ও আধানহীন, এর স্পিন 2।
মেসন সবল নিউক্লীয় বলের এবং ফোটন তড়িৎচুম্বকীয় বলের বাহক কণা।
নিউটন কোনো কণা নয়, এটি বলের একক। -
১৬৭৩
তড়িচ্চুম্বকীয় বল কোন কণার পারস্পরিক বিনিময়ের ফলে কার্যকর হয়?
- ক ফোটন
- খ মেসন
- গ প্রোটন
- ঘ গ্রাভিটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ফোটন
তড়িৎচুম্বকীয় বল ফোটন কণার পারস্পরিক বিনিময়ের ফলে কার্যকর হয়।
ফোটন ভরহীন ও আধানহীন, তাই তড়িৎচুম্বকীয় বলের পাল্লা অসীম।
মেসন সবল নিউক্লীয় বলের, গ্রাভিটন মহাকর্ষ বলের এবং W ও Z বোসন দুর্বল নিউক্লীয় বলের বাহক।
প্রোটন নিউক্লিয়াসের একটি উপাদান কণা। -
১৬৭৪
আণবিক গঠনের জন্য দায়ী বল কোনটি?
- ক মহাকর্ষ বল
- খ দুর্বল নিউক্লীয় বল
- গ সবল নিউক্লীয় বল
- ঘ তড়িচ্চুম্বকীয় বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) তড়িচ্চুম্বকীয় বল
অণু ও পরমাণুর গঠনের জন্য দায়ী বল তড়িৎচুম্বকীয় বল।
ইলেকট্রন ও নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ, রাসায়নিক বন্ধন, ঘর্ষণ, টান, স্থিতিস্থাপক বল ইত্যাদি মূলত তড়িৎচুম্বকীয় বলের প্রকাশ।
সবল নিউক্লীয় বল নিউক্লিয়াস গঠনের জন্য দায়ী, দুর্বল নিউক্লীয় বল বিটা ক্ষয়ের জন্য দায়ী।
মহাকর্ষ বল গ্রহ, নক্ষত্র ও ছায়াপথের গঠন ও গতির জন্য দায়ী। -
১৬৭৫
কোনো অক্ষের সাপেক্ষে m ভরের একটি কণা সমকৌণিক দ্রুতিতে অক্ষ হতে r লম্ব দূরত্বে থেকে ঘুরতে থাকলে এর—
i. F = mv2r
ii. F = mω2r2
iii. L = mvr
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: খ) i ও iii
i. সঠিক — r ব্যাসার্ধে v দ্রুতিতে ঘূর্ণায়মান কণার কেন্দ্রমুখী বল F = mv2r।
ii. ভুল — v = ωr বসালে F = m(ωr)2r = mω2r হয়, mω2r2 নয়।
iii. সঠিক — বৃত্তীয় গতিতে r ও v পরস্পর লম্ব, তাই কৌণিক ভরবেগ L = mvr = mr2ω।
সুতরাং i ও iii সঠিক। -
১৬৭৬
4 N বল একটি বস্তুর ওপর 1 sec ব্যাপী ক্রিয়া করলে ভরবেগের পরিবর্তন কত?
- ক 2 kgms−1
- খ 4 kgms−1
- গ 8 kgms−1
- ঘ 16 kgms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4 kgms−1
এখানে, F = 4 N, t = 1 s
আমরা জানি, ভরবেগের পরিবর্তন Δp = বলের ঘাত = Ft
∴ Δp = 4 × 1 = 4 kgms−1
বলের ঘাতের একক N s, যা kgms−1-এর সমান। -
১৬৭৭
নিউটনের গতির তৃতীয় সূত্রানুসারে ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়ার মধ্যবর্তী কোণ কত?
- ক 0°
- খ 90°
- গ 180°
- ঘ 360°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 180°
নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুসারে ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া সমান ও বিপরীতমুখী, তাই এদের মধ্যবর্তী কোণ 180°।
ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া সর্বদা দুটি ভিন্ন বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে, তাই এরা একে অপরকে নিষ্ক্রিয় করে না।
একই সরলরেখায় ক্রিয়াশীল একমুখী দুটি বলের মধ্যবর্তী কোণ 0° এবং পরস্পর লম্ব দুটি বলের মধ্যবর্তী কোণ 90°। -
১৬৭৮
m ভর ও r ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার চাকতির যেকোনো ব্যাসের সাপেক্ষে জড়তার ভ্রামকের মান কোনটি?
- ক (32)mr2
- খ mr2
- গ (12)mr2
- ঘ (14)mr2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) (14)mr2
এখানে, চাকতির ভর m, ব্যাসার্ধ r; কেন্দ্রগামী লম্ব অক্ষে Iz = (12)mr2, পরস্পর লম্ব দুটি ব্যাসের সাপেক্ষে Ix = Iy = Id
আমরা জানি, লম্ব অক্ষ উপপাদ্য অনুযায়ী Iz = Ix + Iy
∴ (12)mr2 = 2Id, অর্থাৎ Id = (14)mr2
চাকতির কেন্দ্রগামী লম্ব অক্ষে I = (12)mr2, স্পর্শকের সাপেক্ষে I = (54)mr2; রিং-এর যেকোনো ব্যাসের সাপেক্ষে I = (12)mr2। -
১৬৭৯
3 ms−1 বেগে 2 kg ভরের একটি বস্তু 0.5 kg ভরের অন্য একটি স্থির বস্তুর সাথে সোজাসুজি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে লিপ্ত হয়।
সংঘর্ষের পর দ্বিতীয় বস্তুর বেগ কত?- ক 2.5 ms−1
- খ 4 ms−1
- গ 4.8 ms−1
- ঘ 5 ms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4.8 ms−1
এখানে, m1 = 2 kg, m2 = 0.5 kg, u1 = 3 ms−1, u2 = 0
আমরা জানি, স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে v2 = 2m1u1m1 + m2 (যখন u2 = 0)
∴ v2 = 2 × 2 × 32 + 0.5 = 122.5 = 4.8 ms−1
প্রথম বস্তুর বেগ v1 = (m1 − m2)u1m1 + m2 = 1.5 × 32.5 = 1.8 ms−1 (একই দিকে)। -
১৬৮০
3 ms−1 বেগে 2 kg ভরের একটি বস্তু 0.5 kg ভরের অন্য একটি স্থির বস্তুর সাথে সোজাসুজি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে লিপ্ত হয়।
১ম বস্তুর ভর ২য় বস্তুর ভরের তুলনায় অনেক বেশি হলে সংঘর্ষের পর—
i. ১ম বস্তুটি একই বেগে চলতে থাকবে
ii. ২য় বস্তুটি ১ম বস্তুর বেগে চলতে থাকবে
iii. ২য় বস্তুটি ১ম বস্তুর দ্বিগুণ বেগে চলতে থাকবে
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ i ও ii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
i ও iii সঠিক।
স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে (u2 = 0): v1 = (m1 − m2)u1m1 + m2, v2 = 2m1u1m1 + m2।
i. m1 ≫ m2 হলে m2 নগণ্য, তাই v1 ≈ m1u1m1 = u1 — ভারী বস্তুটি প্রায় একই বেগে চলতে থাকে; সঠিক।
ii. দ্বিতীয় বস্তুর বেগ u1 নয়, বরং প্রায় 2u1; তাই বিবৃতিটি সঠিক নয়।
iii. v2 ≈ 2m1u1m1 = 2u1 — হালকা বস্তুটি ভারী বস্তুর বেগের দ্বিগুণ বেগে ছিটকে যায়; সঠিক।
ইসহাক স্যার ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।