জাহাঙ্গীরনগর বিশ্ববিদ্যালয় — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
জাহাঙ্গীরনগর বিশ্ববিদ্যালয় ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২৩১টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
১৪১
পৃথিবীর ব্যাসার্ধ হ্রাস পেলে ‘g’ মান এর মান কীভাবে পরিবর্তিত হবে?
- ক হ্রাস পাবে
- খ বৃদ্ধি পাবে
- গ অপরিবর্তিত থাকবে
- ঘ শূন্য হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বৃদ্ধি পাবে
g = GMR2, অর্থাৎ ভর অপরিবর্তিত থাকলে g ∝ 1R2। ব্যাসার্ধ কমলে হর ছোট হয়ে যায়, তাই g-এর মান বৃদ্ধি পাবে — ব্যাসার্ধ অর্ধেক হলে g হবে 4 গুণ। বাস্তব উদাহরণ: মেরু অঞ্চলে পৃথিবীর ব্যাসার্ধ কম বলেই সেখানে g (≈ 9.83 m s−2) বিষুব অঞ্চলের চেয়ে বেশি। -
১৪২
পৃথিবীকে R = 6400 km ব্যাসার্ধের একটি গোলক ধরলে ভূ-পৃষ্ঠ হতে h উচ্চতায় অভিকর্ষজ ত্বরণের মান ভূ-পৃষ্ঠের অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের 164 অংশ হবে। h-এর মান কত?
- ক h = 7R
- খ h = 8R
- গ h = 10R
- ঘ h = 16R
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) h = 7R
উচ্চতায় gh = gR2(R + h)2। শর্ত gh = g64 ⇒ (R + h)2R2 = 64 ⇒ R + hR = 8 ⇒ R + h = 8R ⇒ h = 7R = 7 × 6400 = 44800 km। দুটো ফাঁদ: (১) বর্গমূল না নিয়ে R + h = 64R ধরা, আর (২) 8R-কেই উত্তর ধরা — প্রশ্নে চাওয়া হয়েছে ভূ-পৃষ্ঠ থেকে উচ্চতা h, কেন্দ্র থেকে দূরত্ব নয়। -
১৪৩
একই রকম দুটি বল 50 ms−1 বেগে সমান ব্যাসার্ধের দুটি গ্রহ A এবং B থেকে অনুভূমিকভাবে সমান উচ্চতা হতে নিক্ষেপ করা হলো। B গ্রহের ভর A-এর 4 গুণ হলে, বল মাটিতে পড়ার সময়ের জন্য নিচের কোনটি সঠিক? [বাতাসের প্রতিরোধ বিবেচনা করা হয়নি]
- ক উভয় ক্ষেত্রে সমান
- খ গ্রহ A-তে দীর্ঘ
- গ গ্রহ B-তে দীর্ঘ
- ঘ নির্ধারণ করা যায় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) গ্রহ A-তে দীর্ঘ
অনুভূমিক নিক্ষেপে পতনের সময় শুধু উল্লম্ব গতির উপর নির্ভর করে: h = ½gt2 ⇒ t = 2hg। অর্থাৎ t ∝ 1g — যে গ্রহে g কম, সেখানে সময় বেশি। g = GMR2, ব্যাসার্ধ সমান কিন্তু B-এর ভর A-এর 4 গুণ, তাই B-তে g চার গুণ ⇒ A-তে সময় দ্বিগুণ। ∴ গ্রহ A-তে সময় দীর্ঘ। শুরুর 50 m s−1 অনুভূমিক বেগ পতনকালে কোনো ভূমিকাই রাখে না। -
১৪৪
একটি গ্রহের ভর ও ব্যাসার্ধ উভয়ই যথাক্রমে পৃথিবীর ভর ও ব্যাসার্ধের দ্বিগুণ হলে ঐ গ্রহের পৃষ্ঠে g-এর মান হবে ভূ-পৃষ্ঠে g-এর মানের—
- ক সমান
- খ অর্ধেক
- গ দ্বিগুণ
- ঘ চারগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অর্ধেক
g = GMR2। ভর ও ব্যাসার্ধ দুটোই দ্বিগুণ হলে g′ = 2GM(2R)2 = 2GM4R2 = g2, অর্থাৎ অর্ধেক। নিয়মটা মনে রাখো: ভর ও ব্যাসার্ধ একসাথে n গুণ হলে g হয় gn — তাই n = 3 হলে g3, n = 2 হলে g2। -
১৪৫
পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে পৃথিবীর ব্যাসার্ধের 110 অংশের সমান দূরত্বে নিচে অবস্থিত কোনো বস্তুর উপর অভিকর্ষজ ত্বরণ কত?
- ক 83 πGRρ
- খ 43 πGRρ
- গ 125 πGRρ
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কোনোটিই নয়
পৃথিবীর ভেতরে gd = (43)πGρ(R − d)। এখানে d = R10, তাই gd = (43)πGρ × 0.9R = 1.2πGRρ = (65)πGRρ। দেওয়া অপশনে (83, 43, 125) এই মান নেই — তাই “কোনোটিই নয়”। -
১৪৬
পৃথিবীর কেন্দ্রে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কত?
- ক অসীম
- খ 9.8 ms−2
- গ শূন্য
- ঘ 4.9 ms−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) শূন্য
gd = g(1 − dR)। কেন্দ্রে d = R, তাই g = g(1 − 1) = 0। (কেন্দ্রে চারদিকের ভরের টান পরস্পরকে বাতিল করে দেয়।) -
১৪৭
যদি পৃথিবীর ব্যাসার্ধ 1% কমানো হয় কিন্তু ভর সমান থাকে, তাহলে ভূ-পৃষ্ঠের অভিকর্ষজ ত্বরণ g-এর মান—
- ক 0.5% বৃদ্ধি পাবে
- খ 0.5% কমবে
- গ 2% বৃদ্ধি পাবে
- ঘ 2% কমে যাবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2% বৃদ্ধি পাবে
g = GMR2 ⇒ g ∝ 1R2। ক্ষুদ্র পরিবর্তনের জন্য শতকরা সূত্র: Δgg = −2 × ΔRR। ব্যাসার্ধ 1% কমা মানে ΔRR = −1%, তাই Δgg = +2% — অর্থাৎ g 2% বৃদ্ধি পাবে। সাধারণ নিয়ম: রাশিটি যে ঘাতে আছে, শতকরা পরিবর্তন ঠিক সেই ঘাত দিয়ে গুণ হয় (এখানে ঘাত −2)। -
১৪৮
অভিকর্ষজ ত্বরণ g এবং পৃথিবী পৃষ্ঠ হতে গভীরতা h-এর লেখচিত্র কোনটি?
- ক বক্ররেখা ক্রমশ সমতল
- খ অনুভূমিক সরলরেখা
- গ মূলবিন্দু থেকে ঊর্ধ্বমুখী সরলরেখা
- ঘ ঋণাত্মক ঢালযুক্ত সরলরেখা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ঋণাত্মক ঢালযুক্ত সরলরেখা
g′ = g(1−hR)। [g′ হল ভূ-পৃষ্ঠ থেকে h গভীরতায় অভিকর্ষজ ত্বরণ] ⇒ g′ = −(gR)h + g। এটি একটি সরলরেখা নির্দেশ করে, যার ঢাল ঋণাত্মক। -
১৪৯
একটি বস্তুর ভর 12 মিলিগ্রাম। পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে বস্তুটি কত বলে আকর্ষিত হবে? [অভিকর্ষজ ত্বরণ g = 9.8 ms−2]
- ক 118.6 × 10−6 N
- খ 117.6 × 10−6 N
- গ 119.6 × 10−6 N
- ঘ 120.6 × 10−6 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 117.6 × 10−6 N
পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে আকর্ষণ বলই বস্তুর ওজন, F = mg। আগে এককে আনো: 12 মিলিগ্রাম = 12 × 10−3 গ্রাম = 12 × 10−6 kg। ∴ F = 12 × 10−6 × 9.8 = 117.6 × 10−6 N। ফাঁদ: মিলিগ্রামকে 10−3 kg ধরে ফেলা — তাহলে উত্তর 1000 গুণ বড় আসবে; 1 mg = 10−6 kg। -
১৫০
বিষুবীয় অঞ্চল হতে মেরু অঞ্চলের দিকে অভিকর্ষীয় ত্বরণ—
- ক হ্রাস পায়
- খ বৃদ্ধি পায়
- গ একই হবে
- ঘ 45° অক্ষাংশে সর্বোচ্চ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বৃদ্ধি পায়
বিষুব থেকে মেরুর দিকে গেলে পৃথিবীর ব্যাসার্ধ কমে আর ঘূর্ণনজনিত প্রভাবও কমে — দুটোই g বাড়ায়। তাই মেরুর দিকে অভিকর্ষজ ত্বরণ বৃদ্ধি পায়। -
১৫১
3 × 106 m গভীরতা বিশিষ্ট একটি খনির ভূগর্ভে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কত হবে? ভূ-পৃষ্ঠে অভিকর্ষজ ত্বরণ 10 ms−2 এবং পৃথিবীর ব্যাসার্ধ 6×106 m।
- ক 8 ms−2
- খ 6 ms−2
- গ 5 ms−2
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5 ms−2
গভীরতায় gd = g(1 − dR)। এখানে d = 3 × 106 m ও R = 6 × 106 m, তাই dR = 0.5। ∴ gd = 10 × (1 − 0.5) = 5 m s−2। অর্থাৎ কেন্দ্রের দিকে অর্ধেক পথ নামলে g-ও অর্ধেক হয়ে যায়; ঠিক কেন্দ্রে d = R বসালে g = 0। -
১৫২
মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র প্রাবল্য E-এর রাশিমালা কোনটি?
- ক E = GMr
- খ E = GMr2
- গ E = GMr3
- ঘ E = GMm2r
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) E = GMr2
মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র প্রাবল্য = একক ভরের উপর ক্রিয়াশীল বল। r দূরত্বে m ভরের উপর বল F = GMmr2, তাই E = Fm = GMr2। খেয়াল করো চূড়ান্ত রাশিতে পরীক্ষণীয় ভর m থাকে না। (ক)-এর GMr আসলে মহাকর্ষীয় বিভবের মান (চিহ্ন বাদে), আর (ঘ)-তে m2 থাকায় সেটি প্রাবল্যই নয়। -
১৫৩
পৃথিবীর মুক্তিবেগ কত?
- ক 5.6 kms−1
- খ 11.2 kms−1
- গ 22.4 kms−1
- ঘ 28 kms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 11.2 kms−1
মুক্তিবেগ ve = 2gR = 2 × 9.8 × 6.4 × 106 = 1.2544 × 108 = 1.12 × 104 ms−1 = 11.2 kms−1। (এর চেয়ে বেশি বেগে ছুড়লে বস্তু আর ফিরে আসে না।) -
১৫৪
পৃথিবী পৃষ্ঠে মুক্তিবেগ চন্দ্র পৃষ্ঠে মুক্তিবেগ ——।
- ক অপেক্ষা বেশি
- খ অপেক্ষা কম
- গ এর সমান
- ঘ এর সাথে অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অপেক্ষা বেশি
ve = 2GMR। পৃথিবীর ভর চাঁদের প্রায় 81 গুণ আর ব্যাসার্ধ প্রায় 4 গুণ, তাই অনুপাত = 814 = 4.5 — ভরের প্রভাব ব্যাসার্ধের প্রভাবকে ছাপিয়ে যায়। ∴ পৃথিবীর মুক্তিবেগ (11.2 km s−1) চাঁদের মুক্তিবেগের (2.38 km s−1) চেয়ে বেশি। এ কারণেই চাঁদ তার বায়ুমণ্ডল ধরে রাখতে পারেনি। -
১৫৫
পৃথিবীর দুর্যোগ ব্যবস্থাপনা পর্যবেক্ষণের জন্য স্থাপিত কৃত্রিম উপগ্রহকে বলা হয়—
- ক সামরিক উপগ্রহ
- খ পর্যবেক্ষক উপগ্রহ
- গ মহাকাশ কেন্দ্র
- ঘ আবহাওয়া উপগ্রহ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পর্যবেক্ষক উপগ্রহ
দুর্যোগ ব্যবস্থাপনা, ভূমি ও সমুদ্র জরিপের মতো পর্যবেক্ষণের কাজে ব্যবহৃত উপগ্রহকে পর্যবেক্ষক (observation) উপগ্রহ বলে। -
১৫৬
ইয়ং-এর গুণাঙ্ক ক্ষেত্রফলের—
- ক সমানুপাতিক
- খ ব্যস্তানুপাতিক
- গ বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
- ঘ সাথে কোন সম্পর্ক নেই
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সাথে কোন সম্পর্ক নেই
ইয়ং-এর গুণাঙ্ক Y পদার্থের উপাদানের ধর্ম — তারের দৈর্ঘ্য, ব্যাসার্ধ বা প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল বদলালেও এর মান বদলায় না (শুধু তাপমাত্রায় সামান্য বদলায়)। তাই ক্ষেত্রফলের সাথে এর কোনো সম্পর্ক নেই। -
১৫৭
2 × 10−4 m2 প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট একটি ইস্পাতের তারে কত বল প্রয়োগ করলে এর দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ হবে? ইস্পাতের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক Y = 2 × 1011 Nm−2
- ক 8 × 106 N
- খ 2 × 107 N
- গ 5 × 106 N
- ঘ 4 × 107 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 4 × 107 N
দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ মানে নতুন দৈর্ঘ্য 2L, তাই ΔL = 2L − L = L ⇒ বিকৃতি = ΔLL = 1। Y = F LA ΔL থেকে F = Y × A × বিকৃতি = 2 × 1011 × 2 × 10−4 × 1 = 4 × 107 N। খেয়াল করো, বিকৃতি ঠিক 1 হওয়ায় তারের আসল দৈর্ঘ্য না জানলেও উত্তর বেরিয়ে আসে। -
১৫৮
একটি ইস্পাতের তারের ব্যাস 0.24 cm। তারটিতে 3.6 kg ভর ঝুলানো হলে পীড়ন কত?
- ক 7.8 × 105 Nm−2
- খ 7.8 × 106 Nm−2
- গ 9.8 × 105 Nm−2
- ঘ 9.8 × 106 Nm−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7.8 × 106 Nm−2
ব্যাস d = 0.24 cm ⇒ ব্যাসার্ধ r = 0.12 cm = 1.2 × 10−3 m। প্রস্থচ্ছেদ A = πr2 = 3.14 × (1.2 × 10−3)2 = 4.52 × 10−6 m2। বল F = mg = 3.6 × 9.8 = 35.28 N। পীড়ন = FA = 35.28 ÷ (4.52 × 10−6) = 7.8 × 106 Nm−2। -
১৫৯
একটি তারের দৈর্ঘ্য 5 m, প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল 0.002 m2, অসহপীড়ন 2.5 × 105 Nm−2। তারটির অসহতা কত?
- ক 5009.8 kg
- খ 2509.8 kg
- গ 2009.8 kg
- ঘ 4509.8 kg
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 5009.8 kg
অসহপীড়ন মানে ছেঁড়ার ঠিক আগে তারটি যে সর্বোচ্চ পীড়ন সইতে পারে, আর অসহতা মানে সেই অবস্থায় ঝোলানো সর্বোচ্চ ভর। পীড়ন = FA ⇒ F = পীড়ন × A = 2.5 × 105 × 0.002 = 500 N। এই বলই ভরের ওজন, তাই m = Fg = 5009.8 kg ≈ 51 kg। খেয়াল করো, 5 m দৈর্ঘ্যটা এখানে অপ্রয়োজনীয় তথ্য। -
১৬০
1 mm2 প্রস্থচ্ছেদবিশিষ্ট একটি তারের দৈর্ঘ্য 1% বৃদ্ধি করতে কত বল প্রয়োগ করতে হবে? [Y = 1 × 1011 Nm−2]
- ক 105 N
- খ 2 × 103 N
- গ 103 N
- ঘ 10 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 103 N
পীড়ন = Y × বিকৃতি, তাই F = A × Y × বিকৃতি। দৈর্ঘ্য 1% বৃদ্ধি ⇒ বিকৃতি = 1100 = 0.01, আর A = 1 mm2 = 10−6 m2। ∴ F = 10−6 × 1 × 1011 × 0.01 = 103 N। ফাঁদ: mm2-কে m2-এ নিতে 10−6 দিয়ে গুণ, আর 1% মানে 0.01 — যেকোনো একটাতে ভুল করলে উত্তর 100 গুণ এদিক-ওদিক হবে।
জাহাঙ্গীরনগর বিশ্ববিদ্যালয় ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।