PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২১০৬টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
৭৪১
একটি গোলককে সান্দ্র তরলে ছেড়ে দেওয়ার পর প্রান্তবেগে পৌঁছানোর আগ পর্যন্ত তার ত্বরণ কীভাবে পরিবর্তিত হয়?
- ক ধ্রুব থাকে
- খ ধীরে ধীরে কমে শূন্যে পৌঁছায়
- গ ধীরে ধীরে বাড়ে
- ঘ প্রথমে বাড়ে পরে কমে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ধীরে ধীরে কমে শূন্যে পৌঁছায়
ma = mg − U − 6πηrv
শুরুতে v = 0 ⟹ সান্দ্র বল শূন্য ⟹ ত্বরণ সর্বোচ্চ
বেগ বাড়লে সান্দ্র বলও বাড়ে ⟹ লব্ধি বল কমে ⟹ ত্বরণ কমতে থাকে
যখন 6πηrv = mg − U, তখন a = 0 ⟹ বেগ আর বাড়ে না — এটাই প্রান্তবেগ।
ত্বরণ কমছে মানে বেগ কমছে নয় — বেগ তখনো বাড়ছে, কেবল ধীরে ধীরে। -
৭৪২
প্রান্তবেগে পড়ন্ত একটি গোলকের ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক?
- ক গতিশক্তি বাড়তেই থাকে
- খ বিভবশক্তির পুরোটাই গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়
- গ মোট যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষিত থাকে
- ঘ গতিশক্তি ধ্রুব থাকে; হারানো বিভবশক্তির পুরোটাই তাপে পরিণত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) গতিশক্তি ধ্রুব থাকে; হারানো বিভবশক্তির পুরোটাই তাপে পরিণত হয়
প্রান্তবেগে v ধ্রুব ⟹ K = 12mv2 ধ্রুব
গোলকটি নিচে নামছে ⟹ বিভবশক্তি কমছে
গতিশক্তি বাড়ছে না ⟹ ঐ শক্তি যাচ্ছে সান্দ্র ঘর্ষণে ⟹ তরল ও গোলক সামান্য গরম হয়।
অর্থাৎ যান্ত্রিক শক্তি এখানে সংরক্ষিত নয় — সান্দ্র বল একটি অসংরক্ষণশীল বল, ঠিক ঘর্ষণের মতোই। -
৭৪৩
একটি সান্দ্র তরলে ছেড়ে দেওয়া গোলকের বেগ দ্বিগুণ হলে তার ওপর ক্রিয়াশীল সান্দ্র বল কত গুণ হবে?
- ক 2 গুণ
- খ 4 গুণ
- গ √2 গুণ
- ঘ অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2 গুণ
স্টোকসের সূত্র F = 6πηrv ⟹ F ∝ v
বেগ দ্বিগুণ ⟹ সান্দ্র বল দ্বিগুণ
তুলনা করো: বেশি বেগে বায়ুর বাধা F ∝ v2 হয়ে যায়। স্টোকসের সূত্র কেবল ছোট বস্তু ও ধীর, ধারারৈখিক প্রবাহে খাটে — সেখানেই F ∝ v। -
৭৪৪
একটি গোলাকার বৃষ্টির ফোঁটার প্রান্তবেগ v। ঠিক সমান আকারের 27টি ফোঁটা মিলে একটি বড় ফোঁটা হলে, আর সেই বড় ফোঁটাটি আবার ভেঙে 8টি সমান ফোঁটায় পরিণত হলে — শেষ ফোঁটাগুলোর প্রান্তবেগ কত?
- ক 9v
- খ 27v8
- গ 3v2
- ঘ 9v4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 9v4
ধরি প্রথম ফোঁটার ব্যাসার্ধ r
ধাপ ১: 27টি মিলে ⟹ R3 = 27r3 ⟹ R = 3r
ধাপ ২: ঐ ফোঁটা ভেঙে 8টি ⟹ 8r′3 = R3 ⟹ r′ = R2 = 3r2
vt ∝ r2 ⟹ v′v = (32)2 = 94
উত্তর = 9v4 = 2.25 v
মূল কৌশল: প্রতিটি ধাপে আয়তন সংরক্ষিত, তাই ব্যাসার্ধে ঘনমূল নিতে হয়। দুই ধাপ একসাথে: r′ = r (27/8)1/3 = 3r2 ✔। -
৭৪৫
একটি নির্দিষ্ট তরলে গোলকের প্রান্তবেগ পরিমাপ করে সান্দ্রতাঙ্ক বের করা হয়। ব্যাসার্ধ পরিমাপে 2 % ত্রুটি হলে নির্ণীত সান্দ্রতাঙ্কে সর্বোচ্চ কত শতাংশ ত্রুটি আসতে পারে? (অন্য সব পরিমাপ নির্ভুল ধরে নাও)
- ক 4 %
- খ 2 %
- গ 6 %
- ঘ 1 %
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 4 %
η = 2r2(ρ − σ)g9vt ⟹ η ∝ r2
শতকরা ত্রুটি = 2 × (r-এর ত্রুটি) = 2 × 2 % = 4 %
ঘাত যত বড়, ত্রুটি তত বেশি বাড়ে — এ কারণেই ব্যাসার্ধ মাপাটাই এই পরীক্ষার সবচেয়ে সংবেদনশীল ধাপ। -
৭৪৬
2 cm ব্যাসের একটি নলে পানির প্রবাহ ধারারৈখিক থাকার সর্বোচ্চ বেগ কত? (রেনল্ডস সংখ্যার ক্রান্তি মান 2000, η = 10−3 Pa·s, ρ = 1000 kg m−3)
- ক 1 m s−1
- খ 0.01 m s−1
- গ 10 m s−1
- ঘ 0.1 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.1 m s−1
NR = ρvDη ⟹ vc = NRηρD
= 2000 × 10−31000 × 0.02 = 220 = 0.1 m s−1
অর্থাৎ 10 cm/s-এর বেশি হলেই কলের পানি ঘূর্ণিময় হয়ে যায় — এ কারণেই ধারারৈখিক প্রবাহ বাস্তবে খুব ধীর প্রবাহেই দেখা যায়। -
৭৪৭
একটি নলের ব্যাস দ্বিগুণ করা হলে (একই তরল) ক্রান্তি বেগের কী হবে?
- ক দ্বিগুণ হবে
- খ চার গুণ হবে
- গ অপরিবর্তিত থাকবে
- ঘ অর্ধেক হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) অর্ধেক হবে
vc = NRηρD ⟹ vc ∝ 1D
D দ্বিগুণ ⟹ vc অর্ধেক
মোটা নলে অল্প বেগেই প্রবাহ বিক্ষুব্ধ হয়ে যায় — বড় নদীর প্রবাহ প্রায় সবসময়ই বিক্ষুব্ধ, অথচ সরু কৈশিক নলে ধারারৈখিক। -
৭৪৮
একটি অনুভূমিক নলের একটি অংশে ব্যাসার্ধ 2 cm, সেখানে পানির বেগ 2 m s−1। সংকীর্ণ অংশে ব্যাসার্ধ 1 cm হলে সেখানে বেগ কত?
- ক 8 m s−1
- খ 4 m s−1
- গ 1 m s−1
- ঘ 16 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8 m s−1
অবিচ্ছিন্নতার সমীকরণ: A1v1 = A2v2
A ∝ r2 ⟹ v ∝ 1r2
v2 = 2 × (21)2 = 8 m s−1
ফাঁদ: ব্যাসার্ধ অর্ধেক দেখে বেগ দ্বিগুণ (4 m/s) ধরা। ক্ষেত্রফলে ব্যাসার্ধ বর্গ হয়ে আসে, তাই চার গুণ। -
৭৪৯
রেনল্ডস সংখ্যা সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক এর একক m s−1
- খ এটি একটি মাত্রাহীন রাশি; মান কম হলে প্রবাহ ধারারৈখিক
- গ মান বেশি হলে প্রবাহ ধারারৈখিক হয়
- ঘ এটি কেবল গ্যাসের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) এটি একটি মাত্রাহীন রাশি; মান কম হলে প্রবাহ ধারারৈখিক
NR = ρvDη
মাত্রা যাচাই: (ML−3)(LT−1)(L)ML−1T−1 = M0L0T0 ⟹ মাত্রাহীন ✔
ব্যাখ্যা: এটি জড়তা বল ও সান্দ্র বলের অনুপাত।
NR < 2000 ⟹ সান্দ্রতা প্রাধান্য পায় ⟹ ধারারৈখিক
NR > 3000 ⟹ জড়তা প্রাধান্য পায় ⟹ বিক্ষুব্ধ
মাঝের অঞ্চলটি অস্থিতিশীল।
তরল-গ্যাস দুই ধরনের প্রবাহীতেই এটি সমানভাবে প্রযোজ্য। -
৭৫০
1 cm ব্যাসের একটি নলে গ্লিসারিন 0.5 m s−1 বেগে বইছে। (ρ = 1260 kg m−3, η = 1.5 Pa·s) প্রবাহটি কেমন?
- ক NR ≈ 4200, বিক্ষুব্ধ
- খ NR ≈ 420, ধারারৈখিক
- গ NR ≈ 42, বিক্ষুব্ধ
- ঘ NR ≈ 4.2, ধারারৈখিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) NR ≈ 4.2, ধারারৈখিক
NR = ρvDη = 1260 × 0.5 × 0.011.5
= 6.31.5 = 4.2
4.2 ≪ 2000 ⟹ প্রবাহ নিশ্চিতভাবে ধারারৈখিক
গ্লিসারিনের সান্দ্রতা পানির চেয়ে দেড় হাজার গুণ বেশি — তাই একই বেগেও তার প্রবাহ ধারারৈখিক থাকে। -
৭৫১
একটি নলে ধারারৈখিক প্রবাহে তরলের বেগ বণ্টন সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক নলের অক্ষে বেগ সর্বোচ্চ, দেয়াল ঘেঁষে প্রায় শূন্য
- খ সব স্তরে বেগ সমান
- গ দেয়াল ঘেঁষে বেগ সর্বোচ্চ, অক্ষে শূন্য
- ঘ বেগ এলোমেলোভাবে ওঠানামা করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নলের অক্ষে বেগ সর্বোচ্চ, দেয়াল ঘেঁষে প্রায় শূন্য
ধারারৈখিক প্রবাহে তরল স্তরে স্তরে চলে, এক স্তর আরেক স্তরের ওপর ঘষা খায়।
দেয়ালে তরল আটকে থাকে (no-slip শর্ত) ⟹ সেখানে বেগ প্রায় শূন্য।
কেন্দ্রে বাধা সবচেয়ে কম ⟹ বেগ সর্বোচ্চ। বণ্টনটি পরাবৃত্তাকার।
বেগ প্রবণতা সর্বোচ্চ দেয়ালের কাছে — তাই সান্দ্র বলও সেখানেই সবচেয়ে বেশি। এলোমেলো ওঠানামা বিক্ষুব্ধ প্রবাহের বৈশিষ্ট্য, ধারারৈখিকের নয়। -
৭৫২
একই ব্যাসের নলে পানি ও একটি তেলের ক্রান্তি বেগের অনুপাত নির্ণয় করো। তেলের সান্দ্রতাঙ্ক পানির 50 গুণ এবং ঘনত্ব পানির 0.8 গুণ।
- ক 1 : 50
- খ 1 : 40
- গ 1 : 62.5
- ঘ 1 : 62
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1 : 62.5
vc ∝ ηρ (একই NR, একই D)
vপানিvতেল = ηপ/ρপηত/ρত = 1/150/0.8 = 0.850
= 162.5 ⟹ 1 : 62.5
ηρ রাশিটিকে বলে গতিশীল সান্দ্রতা (kinematic viscosity) — ক্রান্তি বেগ আসলে এটিরই সমানুপাতিক। -
৭৫৩
একটি নল দিয়ে প্রতি সেকেন্ডে 2 লিটার পানি বইছে। নলের প্রস্থচ্ছেদ 10 cm2 হলে পানির বেগ কত?
- ক 0.2 m s−1
- খ 20 m s−1
- গ 2 m s−1
- ঘ 0.02 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2 m s−1
আয়তন প্রবাহ হার Q = Av
Q = 2 L s−1 = 2 × 10−3 m3 s−1
A = 10 cm2 = 10 × 10−4 = 10−3 m2
v = 2 × 10−310−3 = 2 m s−1
1 cm2 = 10−4 m2 — এই রূপান্তরটাই এখানে সবচেয়ে বেশি ভুল হয়। -
৭৫৪
একটি প্রধান নল (ব্যাসার্ধ R) থেকে পানি সমান ব্যাসার্ধের 4টি শাখা নলে ভাগ হয়ে যায়। প্রতিটি শাখায় পানির বেগ প্রধান নলের বেগের কত গুণ?
- ক 12 গুণ
- খ 4 গুণ
- গ 116 গুণ
- ঘ 14 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 14 গুণ
অবিচ্ছিন্নতা: Av = 4Av′ (শাখাগুলোর ব্যাসার্ধ প্রধান নলের সমান)
v′ = v4 ⟹ 14 গুণ
মোট প্রবাহ হার অপরিবর্তিত থাকে, কেবল চারটি পথে ভাগ হয়ে যায়। ব্যাসার্ধ একই বলে এখানে বর্গ করার প্রশ্ন নেই — এটাই আগের সংকীর্ণ-নল প্রশ্নের সাথে পার্থক্য। -
৭৫৫
একটি নলে ধারারৈখিক প্রবাহ চলাকালে কোনো নির্দিষ্ট বিন্দুতে তরলকণার বেগ সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক প্রতিটি কণার বেগ সব বিন্দুতেই একই
- খ ঐ বিন্দুতে বেগ সময়ের সাথে এলোমেলোভাবে বদলায়
- গ কণার পথ পরস্পরকে ছেদ করে
- ঘ ঐ বিন্দুতে সব কণার বেগ একই থাকে, যদিও ভিন্ন বিন্দুতে ভিন্ন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ঐ বিন্দুতে সব কণার বেগ একই থাকে, যদিও ভিন্ন বিন্দুতে ভিন্ন
ধারারৈখিক প্রবাহের সংজ্ঞাই এই — কোনো নির্দিষ্ট বিন্দু দিয়ে যত কণাই যাক, প্রত্যেকে ঐ বিন্দুতে একই বেগ (মান ও দিক) নিয়ে যাবে।
কিন্তু দুইটি ভিন্ন বিন্দুতে বেগ আলাদা হতেই পারে (যেমন কেন্দ্রে বেশি, দেয়ালে কম)।
ধারারেখাগুলো কখনো পরস্পরকে ছেদ করে না — করলে ছেদবিন্দুতে একই কণার দুইটি বেগ থাকতে হতো, যা অসম্ভব।
সময়ের সাথে এলোমেলো ওঠানামা বিক্ষুব্ধ প্রবাহের বৈশিষ্ট্য। -
৭৫৬
একটি কাঠের টুকরো পানিতে এমনভাবে ভাসছে যে তার আয়তনের 45 অংশ ডুবে আছে। কাঠের ঘনত্ব কত?
- ক 1250 kg m−3
- খ 800 kg m−3
- গ 200 kg m−3
- ঘ 400 kg m−3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 800 kg m−3
ভাসমান অবস্থায় ওজন = প্লবতা
Vρকাঠg = 45V × 1000 × g
ρকাঠ = 45 × 1000 = 800 kg m−3
সাধারণ নিয়ম: ডুবে থাকা ভগ্নাংশ = ρবস্তুρতরল — বরফের ক্ষেত্রে 917/1000 ≈ 0.9, তাই হিমশৈলের মাত্র 10 % উপরে থাকে। -
৭৫৭
একটি বস্তুর বাতাসে ওজন 50 N এবং পানিতে সম্পূর্ণ ডোবানো অবস্থায় আপাত ওজন 40 N। বস্তুটির আপেক্ষিক ঘনত্ব কত?
- ক 5
- খ 4
- গ 0.8
- ঘ 1.25
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 5
ওজন হ্রাস = প্লবতা = 50 − 40 = 10 N
আপেক্ষিক ঘনত্ব = বাতাসে ওজনওজন হ্রাস = 5010 = 5
যুক্তি: ওজন ∝ ρবস্তুV, প্লবতা ∝ ρপানিV ⟹ অনুপাত = ρবস্তুρপানি
আপাত ওজন দিয়ে ভাগ করলে (50/40 = 1.25) ভুল হবে — ভাগ করতে হয় ওজনের হ্রাস দিয়ে। -
৭৫৮
একটি U-আকৃতির নলের দুই বাহুতে পারদ ও পানি রাখা আছে। সাধারণ তলের ওপরে পানির স্তম্ভের উচ্চতা 13.6 cm হলে পারদের স্তম্ভের উচ্চতা কত? (পারদের আপেক্ষিক ঘনত্ব 13.6)
- ক 13.6 cm
- খ 0.1 cm
- গ 1 cm
- ঘ 136 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1 cm
সাধারণ তলে চাপ সমান: h1ρ1g = h2ρ2g
13.6 × 1000 = h × 13600
h = 1360013600 = 1 cm
hρ = ধ্রুব ⟹ ভারী তরলের স্তম্ভ ছোট হবে। 13.6 গুণ ভারী বলেই পারদের উচ্চতা 13.6 ভাগের 1 ভাগ। -
৭৫৯
একটি হাইড্রলিক প্রেসের ছোট ও বড় পিস্টনের ব্যাসার্ধের অনুপাত 1 : 5। ছোট পিস্টনে 200 N বল প্রয়োগ করলে বড় পিস্টনে কত বল পাওয়া যাবে?
- ক 1000 N
- খ 200 N
- গ 5000 N
- ঘ 40 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5000 N
পাসকালের সূত্র ⟹ দুই পিস্টনে চাপ সমান:
F1A1 = F2A2
A ∝ r2 ⟹ A2A1 = 52 = 25
F2 = 200 × 25 = 5000 N
ফাঁদ: ব্যাসার্ধের অনুপাত 5 দেখে সরাসরি 1000 N ধরা। বল বাড়ে ক্ষেত্রফলের অনুপাতে, ব্যাসার্ধের নয়। -
৭৬০
এক গ্লাস পানিতে একটি বরফের টুকরো ভাসছে। বরফটি সম্পূর্ণ গলে গেলে পানির তলের কী হবে?
- ক অপরিবর্তিত থাকবে
- খ বেড়ে যাবে
- গ কমে যাবে
- ঘ প্রথমে বাড়বে, পরে কমবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অপরিবর্তিত থাকবে
ভাসমান বরফের ওজন = অপসারিত পানির ওজন
অর্থাৎ বরফটি ঠিক ততটুকু আয়তনের পানি সরিয়ে রেখেছে, যার ওজন তার নিজের ওজনের সমান।
বরফ গলে যে পানি হয়, তার ভর বরফের ভরের সমান ⟹ তার আয়তনও ঠিক ঐ অপসারিত আয়তনের সমান।
⟹ গলা পানি ঠিক সেই ফাঁকটুকুই পূরণ করে ⟹ তল অপরিবর্তিত।
ব্যতিক্রম মনে রাখো: বরফের ভেতরে যদি পাথর বা ভারী কিছু থাকত, তবে গলার পর তল কমে যেত। আর লবণ পানিতে ভাসা বিশুদ্ধ বরফ গললে তল সামান্য বাড়ে।
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।