খুলনা বিশ্ববিদ্যালয় — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
খুলনা বিশ্ববিদ্যালয় ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৭৫টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
২১
দুটি ভেক্টর P ও Q-এর স্কেলার গুণন 0 হলে-
- ক P ও Q একে অপরের উপর লম্ব
- খ P ও Q একই দিক বরাবর
- গ P ও Q বিপরীত দিক বরাবর
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) P ও Q একে অপরের উপর লম্ব
P·Q = PQ cos θ। P ও Q অশূন্য ভেক্টর হলে P·Q = 0 হওয়ার একমাত্র উপায় cos θ = 0, অর্থাৎ θ = 90° ⇒ তারা পরস্পর লম্ব। বাকিগুলো মেলে না: একই দিকে হলে θ = 0°, P·Q = PQ (সর্বোচ্চ); বিপরীত দিকে হলে θ = 180°, P·Q = −PQ — কোনোটিই শূন্য নয়। -
২২
যদি C = A × B এবং D = B × A হয়, তবে C · D কত?
- ক CD
- খ −CD
- গ 0
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) −CD
ক্রস গুণ বিনিময়যোগ্য নয়: A × B = −(B × A)। তাই C = A × B হলে D = B × A = −C। অর্থাৎ C ও D-এর মান সমান (C = D) কিন্তু দিক ঠিক বিপরীত, মধ্যবর্তী কোণ 180°। ∴ C·D = CD cos 180° = −CD। মনে রেখো, দুটি বিপরীতমুখী ভেক্টরের ডট গুণফল সবসময় ঋণাত্মক। -
২৩
একটি সামান্তরিকের কর্ণ দুটি যথাক্রমে A=3i−j+2k এবং B=i−2j+4k হলে, সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল কত?
- ক 5.59
- খ 6.87
- গ 7.83
- ঘ 8.79
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 5.59
কর্ণ দেওয়া থাকলে সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল = ½|A × B|। উপাংশ: i = (−1)(4) − (2)(−2) = 0; j = −[(3)(4) − (2)(1)] = −10; k = (3)(−2) − (−1)(1) = −5। তাই |A × B| = 0 + 100 + 25 = 125 = 55 ≈ 11.18। ∴ ক্ষেত্রফল = 11.18 ÷ 2 ≈ 5.59 বর্গ একক। সন্নিহিত বাহু হলে ½ গুণ করতে হতো না। -
২৪
10 N-এর একটি বল 2 kg ভরবিশিষ্ট একটি স্থির বস্তুর উপর ক্রিয়া করে। যদি 4 সেকেন্ড পরে বলের ক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায়, তবে প্রথম থেকে 8 সেকেন্ড পরে বস্তুটি কত দূর যাবে?
- ক 120 m
- খ 119 m
- গ 121 m
- ঘ 112 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 120 m
বল ক্রিয়াকালে a = Fm = 102 = 5 m s−2। প্রথম 4 s-এ s1 = ½at2 = ½×5×42 = 40 m এবং তখন v = at = 5×4 = 20 m s−1। বল সরে গেলে ত্বরণ শূন্য, তাই পরের 4 s বস্তুটি ওই 20 m s−1 সমবেগেই চলে: s2 = 20×4 = 80 m। ∴ মোট দূরত্ব = 40 + 80 = 120 m। -
২৫
কোন জাতীয় বস্তুর ক্ষেত্রে গতির সমীকরণগুলো প্রযোজ্য?
- ক সমত্বরণে গতিশীল
- খ সমবেগে গতিশীল
- গ সমমন্দনে গতিশীল
- ঘ সবগুলো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমমন্দনে গতিশীল
গতির সমীকরণ v = u + at, s = ut + ½at2, v2 = u2 + 2as — এগুলোর একটাই শর্ত: ত্বরণ ধ্রুব হতে হবে। সমত্বরণ, সমমন্দন (ঋণাত্মক ধ্রুব ত্বরণ) এবং সমবেগ (a = 0) — তিন ক্ষেত্রেই ত্বরণ ধ্রুব, তাই যুক্তিসঙ্গত উত্তর (ঘ) সবগুলো; বইয়ে ছাপা উত্তর (গ)। -
২৬
একটি বস্তুকে 40 m s−1 বেগে অনুভূমিকের সাথে 60° কোণে নিক্ষেপ করা হলো। বস্তুটির সর্বোচ্চ উচ্চতায় পৌঁছাতে কত সেকেন্ড সময় লাগবে?
- ক 5.33
- খ 3.53
- গ 3.35
- ঘ 1.5
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 3.53
সর্বোচ্চ উচ্চতায় বেগের উল্লম্ব উপাংশ শূন্য: 0 = u sinα − gt ⇒ t = u sinαg = 40×sin60°9.8 = 34.649.8 ≈ 3.53 s। পুরো বিচরণকাল হবে এর দ্বিগুণ, প্রায় 7.07 s — অপশন (ক) 5.33 সেই ভুলের ফাঁদ নয়, তবে অর্ধেক-দ্বিগুণ গুলিয়ে ফেলা খুব সাধারণ ভুল। -
২৭
একটি কণা 1.5 m ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার পথে প্রতি মিনিটে 120 বার আবর্তন করে। এর রৈখিক বেগ কত m s−1?
- ক 12.74
- খ 16.74
- গ 18.84
- ঘ 20.84
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 18.84
ω = 2πN60 = 2π×12060 = 4π rad s−1। ∴ রৈখিক বেগ v = ωr = 4π×1.5 = 6π ≈ 18.84 m s−1। এক কথায়: আগে rpm থেকে rad s−1 বের করো, তারপর ব্যাসার্ধ দিয়ে গুণ করো। -
২৮
ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়ার মধ্যে কোণ কত?
- ক 0°
- খ 90°
- গ 180°
- ঘ 360°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 180°
নিউটনের তৃতীয় সূত্র: প্রতিটি ক্রিয়ার সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে। 'বিপরীত' মানে একই সরলরেখা বরাবর ঠিক উল্টো দিকে, তাই দুটির মধ্যবর্তী কোণ 180°। মনে রাখো, ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া দুটি ভিন্ন বস্তুর উপর ক্রিয়া করে, তাই এরা কখনো পরস্পরকে কাটাকাটি করে না। -
২৯
5 kg ভরের একটি হাতুড়ি 5 m উচ্চ থেকে একটি পেরেকের উপর পড়ল এবং 120 সেকেন্ডে স্থির হলো। পেরেকের উপর প্রযুক্ত মোট বল কত? (g=10 ms−2)
- ক 100 N
- খ 1050 N
- গ 500 N
- ঘ 1000 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1000 N
পড়ার ঠিক আগে বেগ v = 2gh = 2 × 10 × 5 = 10 ms−1, পেরেকে ঢোকার পর বেগ 0। ভরবেগের পরিবর্তন Δp = 5 × 10 = 50 kg ms−1, সময় Δt = 120 = 0.05 s। ∴ গড় বল F = ΔpΔt = 500.05 = 1000 N। এটাই ঘাতবলের উদাহরণ — অল্প সময়ে বিশাল বল। -
৩০
নিচের কোনটি নিউক্লিয়াসে নিউক্লীয় উপাদানসমূহকে একত্রে আবদ্ধ করে রাখে?
- ক মহাকর্ষ বল
- খ তড়িৎচৌম্বক বল
- গ সবল নিউক্লীয় বল
- ঘ দুর্বল নিউক্লীয় বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সবল নিউক্লীয় বল
নিউক্লিয়াসে প্রোটনগুলো পরস্পরকে তড়িৎ বলে তীব্রভাবে বিকর্ষণ করে; তবু নিউক্লিয়াস ভেঙে পড়ে না সবল নিউক্লীয় বলের কারণে, যা প্রোটন ও নিউট্রনকে একত্রে বেঁধে রাখে। এটি তড়িৎচৌম্বক বলের চেয়ে প্রায় 100 গুণ শক্তিশালী, তবে পাল্লা মাত্র ≈10−15 m। -
৩১
ঘাতবলের (Impulsive force) মাত্রা কী?
- ক MLT−1
- খ MLT−2
- গ ML−1T−1
- ঘ ML−1T−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) MLT−2
নামে 'ঘাত' থাকলেও ঘাতবল একটি বল-ই — অল্প সময়ে প্রযুক্ত বিশাল মানের বল। তাই এর মাত্রা বলের মাত্রাই: MLT−2। সাবধান: 'বলের ঘাত' (impulse, J = FΔt) সম্পূর্ণ আলাদা রাশি, তার মাত্রা MLT−1 — এই দুটো গুলিয়ে ফেলাই এখানে সবচেয়ে বড় ফাঁদ। -
৩২
তড়িৎচৌম্বক বলের ক্ষেত্রে বাহক কণা কোনটি?
- ক গ্লুয়ন
- খ ফোটন
- গ বোসন
- ঘ গ্রাভিটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ফোটন
প্রতিটি মৌলিক বল বাহক কণা বিনিময়ের মাধ্যমে কাজ করে। তড়িৎচৌম্বক বলের বাহক ভরহীন ফোটন, আর ভরহীন বলেই এর পাল্লা অসীম। বাকিগুলো: সবল নিউক্লীয় বলের গ্লুয়ন, দুর্বল নিউক্লীয় বলের W ও Z বোসন, মহাকর্ষের তাত্ত্বিক বাহক গ্র্যাভিটন। -
৩৩
তড়িৎচৌম্বক বলের আপেক্ষিক সবলতা কত?
- ক 1030
- খ 1035
- গ 1039
- ঘ 1041
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1039
মহাকর্ষ বলকে 1 ধরে আপেক্ষিক সবলতা: মহাকর্ষ 1, দুর্বল নিউক্লীয় ≈1030, তড়িৎচৌম্বক ≈1039, সবল নিউক্লীয় ≈1041। অর্থাৎ তড়িৎচৌম্বক বল মহাকর্ষের চেয়ে প্রায় 1039 গুণ শক্তিশালী — এ কারণেই পরমাণু-স্তরে মহাকর্ষ বল সম্পূর্ণ উপেক্ষা করা যায়। -
৩৪
রকেট কোন সংরক্ষণ নীতির উপর ভিত্তি করে কাজ করে?
- ক ভরের
- খ শক্তির
- গ রৈখিক ভরবেগের
- ঘ কৌণিক ভরবেগের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) রৈখিক ভরবেগের
রকেট পেছন দিকে প্রচণ্ড বেগে গ্যাস ছোড়ে; বাইরের বল না থাকায় মোট রৈখিক ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে। গ্যাস পেছনে যত ভরবেগ নেয়, রকেট সামনে ঠিক তত ভরবেগ পায় (m_গ্যাস v_গ্যাস = M_রকেট v_রকেট)। কৌণিক ভরবেগ ঘূর্ণনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, আর ভর বা শক্তির সংরক্ষণ দিয়ে রকেটের গতি ব্যাখ্যা করা যায় না। -
৩৫
মহাশূন্যে রকেটের গতি একটি উদাহরণ—
- ক বলের ভারসাম্যের
- খ ভরবেগের নিত্যতার
- গ নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্রের
- ঘ বলের ঘাতের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ভরবেগের নিত্যতার
মহাশূন্যে বাইরের কোনো বল নেই, তাই রকেট ও নিষ্কাশিত গ্যাস মিলিয়ে মোট ভরবেগ অপরিবর্তিত থাকে — এটি ভরবেগের নিত্যতা সূত্রের সরাসরি উদাহরণ। গ্যাস পেছনে ছুটে যাওয়ায় রকেট সমপরিমাণ ভরবেগ নিয়ে সামনে এগোয়; বাতাসে ধাক্কা দেওয়ার প্রয়োজন হয় না। -
৩৬
3 kg ভরের একটি বন্দুক থেকে 210 g ভরের একটি গুলি 100 ms−1 বেগে বের হলে বন্দুকের পশ্চাৎবেগ কত ms−1?
- ক 0.70
- খ 7.0
- গ 0.63
- ঘ 6.3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7.0
ভরবেগ সংরক্ষণ (শুরুতে মোট ভরবেগ শূন্য): Mv = mu ⇒ v = muM = 0.210 × 1003 = 213 = 7.0 ms−1। পশ্চাৎবেগ গুলির বেগের ঠিক বিপরীত দিকে; বন্দুকের ভর যত বেশি, পশ্চাৎবেগ তত কম — এ কারণেই ভারী বন্দুকের ধাক্কা কম লাগে। -
৩৭
8.6 N বাতাসের বাধা অতিক্রম করে 2 kg ভরের একটি কাঠফল, গাছ থেকে সোজা নিচের দিকে পড়ছে। তাহলে কাঠফলের ত্বরণ কত?
- ক 5.55 ms−1
- খ 5.5 ms−2
- গ 6.5 ms−2
- ঘ 5.6 ms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 5.5 ms−2
কাঠফলের উপর নিচের দিকে ওজন W = mg = 2 × 9.8 = 19.6 N, উপরের দিকে বাতাসের বাধা 8.6 N। লব্ধি বল = 19.6 − 8.6 = 11 N (নিচের দিকে)। তাই a = 112 = 5.5 ms−2। -
৩৮
একটি দেওয়াল ঘড়ির মিনিটের কাঁটার দৈর্ঘ্য 18 cm হলে, এর কৌণিক বেগ কত?
- ক 1.74 × 10−3 rad s−1
- খ 2.74 × 10−3 rad s−1
- গ 1.47 × 10−3 rad s−1
- ঘ 2.47 × 10−3 rad s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1.74 × 10−3 rad s−1
মিনিটের কাঁটা এক পাক ঘুরতে সময় নেয় 60 মিনিট = 3600 s। ω = 2πT = 2π3600 ≈ 1.74 × 10−3 rad s−1। (কাঁটার দৈর্ঘ্য কৌণিক বেগে কোনো প্রভাব ফেলে না।) -
৩৯
ঘূর্ণায়মান বস্তুর গতিশক্তি (KE)—
- ক 12 Iω2
- খ 12 Iω
- গ Iω2
- ঘ 12 I2ω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 12 Iω2
রৈখিক গতিশক্তি ½mv2-এর ঘূর্ণন-সমতুল্য হলো ½Iω2 — m-এর জায়গায় I আর v-এর জায়গায় ω বসে। L = Iω ব্যবহার করলে একে K = L22I রূপেও লেখা যায়। গড়িয়ে চলা বস্তুর মোট গতিশক্তি = ½mv2 + ½Iω2। -
৪০
পৃথিবী প্রদক্ষিণ করার সময় একজন নভোচারী ওজনহীনতা অনুভব করেন। কারণ—
- ক এক্ষেত্রে কেন্দ্রাভিমুখী বল শূন্য
- খ এক্ষেত্রে কেন্দ্রবিমুখী বল শূন্য
- গ এক্ষেত্রে কেন্দ্রাভিমুখী এবং কেন্দ্রবিমুখী বল সমান
- ঘ এক্ষেত্রে কেন্দ্রাভিমুখী বলের চেয়ে কেন্দ্রবিমুখী বল বড়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এক্ষেত্রে কেন্দ্রাভিমুখী এবং কেন্দ্রবিমুখী বল সমান
কক্ষপথে মহাকর্ষ বলই কেন্দ্রাভিমুখী বলের যোগান দেয়, ফলে নভোচারী ও মহাকাশযান দুটোই একই ত্বরণে অবিরত 'পড়তে' থাকে। যানের মেঝে তাকে আর কোনো লম্ব প্রতিক্রিয়া দেয় না, তাই আপাত ওজন শূন্য — ঘূর্ণনরত প্রসঙ্গ কাঠামোয় একে বলা হয় কেন্দ্রাভিমুখী ও কেন্দ্রবিমুখী প্রভাব সমান। মনে রাখো, মহাকর্ষ বল কিন্তু মোটেই শূন্য নয়।
খুলনা বিশ্ববিদ্যালয় ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।