PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২১০৬টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
৬১
নিচের কোন তিনটি মানের ভেক্টর দিয়ে লব্ধি শূন্য করা সম্ভব নয়?
- ক 1, 2, 4
- খ 2, 3, 4
- গ 1, 2, 3
- ঘ 3, 4, 5
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1, 2, 4
তিনটি ভেক্টরের লব্ধি শূন্য হতে হলে তারা একটি বদ্ধ ত্রিভুজ গড়বে।
শর্ত: যেকোনো দুইটির যোগফল ≥ তৃতীয়টি
• 1 + 2 = 3 < 4 ✘ — ত্রিভুজ বন্ধ হয় না
• 2 + 3 = 5 > 4 ✔
• 1 + 2 = 3 = 3 ✔ (তিনটি সমরেখ, তবু লব্ধি শূন্য)
• 3 + 4 = 7 > 5 ✔
অতএব 1, 2, 4 দিয়ে সম্ভব নয়। -
৬২
সমান মানের দুইটি ভেক্টরের লব্ধির মান একটি ভেক্টরের মানের √3 গুণ হলে মধ্যবর্তী কোণ কত?
- ক 30°
- খ 90°
- গ 60°
- ঘ 120°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 60°
R = 2a cosθ2 = √3 a
cosθ2 = √32 ⟹ θ2 = 30°
θ = 60°
মনে রাখার মতো: সমান মানের ভেক্টরে লব্ধি a হলে 120°, a√2 হলে 90°, a√3 হলে 60°, 2a হলে 0°। -
৬৩
P⃗ ও Q⃗ ভেক্টরের লব্ধি R⃗। যদি Q⃗-কে দ্বিগুণ করা হয় তবে লব্ধির মান দ্বিগুণ হয়; আবার Q⃗-এর দিক উল্টে দিলেও লব্ধির মান দ্বিগুণ হয়। তাহলে P : Q : R = ?
- ক √2 : √3 : √2
- খ 2 : √6 : 2
- গ 1 : √3 : 1
- ঘ 2 : 3 : 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2 : √6 : 2
তিনটি শর্ত লিখি (θ = মধ্যবর্তী কোণ):
① R2 = P2 + Q2 + 2PQc
② 4R2 = P2 + 4Q2 + 4PQc
③ 4R2 = P2 + Q2 − 2PQc
② − ③ : 3Q2 + 6PQc = 0 ⟹ c = −Q2P
① -এ বসাই: R2 = P2 + Q2 − Q2 = P2 ⟹ R = P
③ -এ বসাই: 4P2 = P2 + Q2 + Q2 ⟹ 3P2 = 2Q2 ⟹ Q = P32
P : Q : R = 1 : 32 : 1 = 2 : √6 : 2। -
৬৪
তিনটি ভেক্টর A⃗, B⃗, C⃗-এর মান যথাক্রমে 3, 4 ও 5 এবং A⃗ + B⃗ + C⃗ = 0। A⃗ ও B⃗-এর মধ্যবর্তী কোণ কত?
- ক 120°
- খ 60°
- গ 150°
- ঘ 90°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 90°
A⃗ + B⃗ = −C⃗ ⟹ |A⃗ + B⃗| = 5
25 = 9 + 16 + 2 × 3 × 4 × cos θ
25 = 25 + 24 cos θ ⟹ cos θ = 0 ⟹ θ = 90°
3-4-5 ত্রিভুজে 3 ও 4 বাহুর মধ্যবর্তী কোণই সমকোণ — ফলটি মিলে যায়। -
৬৫
দুইটি ভেক্টরের লব্ধির সর্বোচ্চ মান 17 একক এবং সর্বনিম্ন মান 7 একক। ভেক্টর দুইটির মান কত?
- ক 10 ও 7
- খ 13 ও 4
- গ 12 ও 5
- ঘ 11 ও 6
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 12 ও 5
P + Q = 17 এবং P − Q = 7
যোগ করে: 2P = 24 ⟹ P = 12
Q = 17 − 12 = 5
অর্থাৎ 12 ও 5। -
৬৬
দুইটি ভেক্টরের লব্ধির সর্বোচ্চ মান 17 এবং সর্বনিম্ন মান 7। ভেক্টরদ্বয় পরস্পর লম্ব হলে লব্ধির মান কত?
- ক 12
- খ 218
- গ 13
- ঘ 10
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 13
P + Q = 17, P − Q = 7 ⟹ P = 12, Q = 5
লম্ব হলে: R = P2 + Q2 = 144 + 25 = 169 = 13
সাধারণ সূত্র: R⊥ = Rmax2 + Rmin22 = 289 + 492 = 169 = 13। -
৬৭
সমান মানের দুইটি ভেক্টরের লব্ধির মান তাদের যেকোনো একটির মানের সমান। ভেক্টরদ্বয়ের মধ্যবর্তী কোণ কত?
- ক 60°
- খ 120°
- গ 90°
- ঘ 150°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 120°
a2 = a2 + a2 + 2a2 cos θ
0 = a2(1 + 2 cos θ) ⟹ cos θ = −½
θ = 120°
তখন লব্ধি, ভেক্টর দুইটি — তিনটিই সমান মানের, একটি সমবাহু বিন্যাস। -
৬৮
3 ও 5 একক মানের দুইটি ভেক্টরের লব্ধির মান নিচের কোনটি হতে পারে না?
- ক 2
- খ 5
- গ 1
- ঘ 8
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1
লব্ধির মান সবসময় থাকে |P − Q| থেকে (P + Q) এর মধ্যে।
এখানে সীমা = |5 − 3| থেকে (5 + 3) অর্থাৎ 2 থেকে 8
1 এই সীমার বাইরে ⟹ সম্ভব নয়। বাকি তিনটি সীমার ভেতরে। -
৬৯
P ও Q ভেক্টরের মধ্যবর্তী কোণ θ-কে 0° থেকে 180° পর্যন্ত বাড়ানো হলে লব্ধির মান কীভাবে বদলায়?
- ক একটানা বাড়তে থাকে
- খ একটানা কমতে থাকে
- গ প্রথমে বাড়ে, পরে কমে
- ঘ অপরিবর্তিত থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) একটানা কমতে থাকে
R = P2 + Q2 + 2PQ cos θ
θ 0° থেকে 180° পর্যন্ত বাড়লে cos θ একটানা +1 থেকে −1-এ নামে।
R-এর ভেতরের রাশিটিও তাই একটানা কমে ⟹ লব্ধি একটানা কমতে থাকে।
সর্বোচ্চ (P + Q) থেকে সর্বনিম্ন |P − Q| — মাঝে কোনো ওঠানামা নেই। -
৭০
একই সমতলে সমান মানের a চারটি ভেক্টর একটি বিন্দু থেকে শুরু হয়েছে এবং পরপর দুইটির মধ্যবর্তী কোণ 60°। লব্ধির মান কত?
- ক √3 a
- খ 2a
- গ √2 a
- ঘ 4a
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) √3 a
ভেক্টর চারটি 0°, 60°, 120° ও 180° বরাবর ধরি।
x-উপাংশ: a(cos0° + cos60° + cos120° + cos180°)
= a(1 + ½ − ½ − 1) = 0
y-উপাংশ: a(sin0° + sin60° + sin120° + sin180°)
= a(0 + √32 + √32 + 0) = √3 a
লব্ধি = √3 a, দিক 90° বরাবর — অর্থাৎ বিন্যাসের ঠিক মাঝ বরাবর।
সংক্ষিপ্ত পথ: 1ম ও 4র্থ ভেক্টর (180° ব্যবধান) কাটাকাটি হয়ে যায়; বাকি দুইটির মধ্যবর্তী কোণ 60°, তাদের লব্ধি 2a cos30° = √3 a ✔। -
৭১
সাম্যাবস্থায় থাকা তিনটি বলের দুইটির মান 10 N ও 10 N এবং তাদের মধ্যবর্তী কোণ 120°। তৃতীয় বলটির মান কত?
- ক 10 N
- খ 20 N
- গ 10√3 N
- ঘ 10√2 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 10 N
প্রথম দুইটির লব্ধি: R = 2 × 10 × cos60° = 10 N
সাম্যের জন্য তৃতীয় বলটি এই লব্ধির সমান মানের ও ঠিক বিপরীত দিকে হতে হবে।
তৃতীয় বল = 10 N
অর্থাৎ তিনটি বলই সমান — পরস্পরের সাথে 120° কোণে থাকলে এমনটাই হয়। -
৭২
একটি বস্তু দুইটি সুতায় ঝুলছে। সুতা দুইটি উলম্বের সাথে যথাক্রমে 30° ও 60° কোণ করে বিপরীত পাশে আছে। সুতা দুইটির টানের অনুপাত কত?
- ক 1 : √3
- খ √3 : 1
- গ 1 : 1
- ঘ 3 : 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) √3 : 1
তিনটি বল: T1, T2 এবং ওজন W (নিচে)।
মধ্যবর্তী কোণগুলো: T1 ও T2 এর মাঝে 30° + 60° = 90°; T1 ও W-এর মাঝে 150°; T2 ও W-এর মাঝে 120°
ল্যামি: T1sin 120° = T2sin 150°
T1T2 = sin 120°sin 150° = √3 ÷ 21 ÷ 2 = √3 : 1
উলম্বের সাথে ছোট কোণ করা সুতাতেই বেশি টান। -
৭৩
সাম্যাবস্থায় থাকা তিনটি বলের দুইটির মান 6 N ও 8 N এবং তারা পরস্পর লম্ব। তৃতীয় বলটির মান কত এবং তা কোন দিকে ক্রিয়া করে?
- ক 10 N, প্রথম দুইটির লব্ধির দিকে
- খ 14 N, লব্ধির বিপরীত দিকে
- গ 2 N, লব্ধির বিপরীত দিকে
- ঘ 10 N, প্রথম দুইটির লব্ধির ঠিক বিপরীত দিকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 10 N, প্রথম দুইটির লব্ধির ঠিক বিপরীত দিকে
প্রথম দুইটির লব্ধি = 36 + 64 = 10 N
সাম্যের জন্য তৃতীয় বল অবশ্যই এই লব্ধিকে পুরোপুরি বাতিল করবে —
অর্থাৎ 10 N, লব্ধির ঠিক বিপরীত দিকে। একে সাম্যকারী বল (equilibrant) বলে।
সাম্যকারী বল আর লব্ধি — মানে সমান, দিকে বিপরীত। -
৭৪
সমান মানের চারটি বল একই সমতলে ক্রিয়া করে একটি বস্তুকে সাম্যাবস্থায় রেখেছে এবং পরপর দুইটি বলের মধ্যবর্তী কোণ সমান। প্রতিটি কোণের মান কত?
- ক 60°
- খ 90°
- গ 120°
- ঘ 45°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 90°
সমান মানের nটি বল সমান কোণে ছড়িয়ে থাকলে লব্ধি শূন্য হয়, আর তখন প্রতিটি কোণ = 360°n
n = 4 ⟹ কোণ = 360°4 = 90°
অর্থাৎ বল চারটি ± x ও ± y অক্ষ বরাবর — জোড়ায় জোড়ায় কাটাকাটি হয়ে যায়। -
৭৫
20 N ওজনের একটি বস্তু একটি সুতায় ঝুলছে। একটি অনুভূমিক বল প্রয়োগ করে সুতাটিকে উলম্বের সাথে 30° কোণে স্থির রাখা হলো। অনুভূমিক বল ও সুতার টান যথাক্রমে কত?
- ক 40√33 N, 20√33 N
- খ 20√3 N, 40√3 N
- গ 10 N, 20 N
- ঘ 20√33 N, 40√33 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 20√33 N, 40√33 N
সাম্যাবস্থায় সুতার টান T-এর উপাংশ:
উলম্ব: T cos30° = W = 20 ⟹ T = 20cos 30° = 40√3 N
অনুভূমিক: F = T sin30° = W tan30° = 20√3 = 20√33 N
অতএব 20√33 N ও 40√33 N (≈ 11.5 N ও 23.1 N) -
৭৬
একই দিকে চলমান দুইটি গাড়ির বেগ 60 km h−1 ও 40 km h−1। দ্রুততর গাড়ির সাপেক্ষে ধীরতর গাড়ির বেগ কত?
- ক 20 km h−1, সামনের দিকে
- খ 100 km h−1
- গ 20 km h−1, পেছন দিকে
- ঘ 50 km h−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 20 km h−1, পেছন দিকে
v⃗ = 40 − 60 = −20 km h−1
ঋণচিহ্ন মানে দিক উল্টো — অর্থাৎ দ্রুততর গাড়ির চালকের কাছে ধীরতর গাড়িটি 20 km h−1 বেগে পিছিয়ে যাচ্ছে বলে মনে হবে। -
৭৭
বিপরীত দিকে চলমান দুইটি ট্রেনের বেগ 60 km h−1 ও 40 km h−1। একটির সাপেক্ষে অন্যটির বেগ কত?
- ক 20 km h−1
- খ 100 km h−1
- গ 50 km h−1
- ঘ 2400 km h−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 100 km h−1
দ্বিতীয় ট্রেনের বেগ −40 (বিপরীত দিক)
v⃗rel = 60 − (−40) = 100 km h−1
এজন্যই বিপরীতমুখী ট্রেন চোখের পলকে পার হয়ে যায়। -
৭৮
দুইটি গাড়ি পরস্পর লম্ব দুইটি রাস্তায় যথাক্রমে 30 km h−1 ও 40 km h−1 বেগে চলছে। একটির সাপেক্ষে অন্যটির বেগের মান কত?
- ক 70 km h−1
- খ 50 km h−1
- গ 10 km h−1
- ঘ 35 km h−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 50 km h−1
v⃗rel = v⃗1 − v⃗2
লম্ব বলে মান = 302 + 402 = 2500 = 50 km h−1
লম্ব ভেক্টরের যোগ আর বিয়োগ — দুইটির মান একই। -
৭৯
200 m প্রস্থের একটি নদীতে স্রোতের বেগ 3 m s−1। একটি নৌকা 4 m s−1 বেগে তীরের ঠিক লম্ব বরাবর মুখ করে চালানো হলো। নদী পার হতে কত সময় লাগবে?
- ক 40 s
- খ 66.7 s
- গ 50 s
- ঘ 28.6 s
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 50 s
পারাপারের কাজে লাগে কেবল লম্ব উপাংশ — স্রোত শুধু ভাসিয়ে নেয়, পারাপারে সাহায্য বা বাধা দেয় না।
t = 2004 = 50 s
(এই সময়ে নৌকাটি স্রোতের দিকে 3 × 50 = 150 m ভেসে যাবে।) -
৮০
বৃষ্টি উলম্বভাবে 3 m s−1 বেগে পড়ছে। একজন লোক অনুভূমিকভাবে 4 m s−1 বেগে হাঁটলে ছাতাটি উলম্বের সাথে কত কোণে সামনের দিকে ধরতে হবে?
- ক tan−1(3 ÷ 4)
- খ tan−1(4 ÷ 3)
- গ sin−1(4 ÷ 5)
- ঘ cos−1(3 ÷ 5)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) tan−1(4 ÷ 3)
লোকটির সাপেক্ষে বৃষ্টির বেগ = v⃗বৃষ্টি − v⃗লোক
উলম্ব উপাংশ 3 (নিচে), অনুভূমিক উপাংশ 4 (লোকের গতির বিপরীতে)
উলম্বের সাথে কোণ: tan θ = 43 ⟹ θ = tan−1(4 ÷ 3) ≈ 53°
অর্থাৎ ছাতা সামনের দিকে হেলাতে হবে।
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।