PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২১০৬টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
৮৬১
পর্যাবৃত্ত গতি ও স্পন্দন গতির সম্পর্ক সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক প্রতিটি স্পন্দন গতিই পর্যাবৃত্ত, কিন্তু প্রতিটি পর্যাবৃত্ত গতি স্পন্দন নয়
- খ দুইটি একই জিনিস
- গ প্রতিটি পর্যাবৃত্ত গতিই স্পন্দন, কিন্তু উল্টোটা নয়
- ঘ দুইটির মধ্যে কোনো সম্পর্ক নেই
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) প্রতিটি স্পন্দন গতিই পর্যাবৃত্ত, কিন্তু প্রতিটি পর্যাবৃত্ত গতি স্পন্দন নয়
পর্যাবৃত্ত গতি: নির্দিষ্ট সময় পরপর পুনরাবৃত্তি হয় — যেমন পৃথিবীর সূর্যকে প্রদক্ষিণ, ঘড়ির কাঁটার ঘূর্ণন।
স্পন্দন গতি: একটি সাম্যাবস্থানের দুই পাশে আসা-যাওয়া — যেমন দোলক, স্প্রিং।
পৃথিবীর কক্ষীয় গতি পর্যাবৃত্ত, কিন্তু সে কোনো সাম্যাবস্থানের দুই পাশে দোলে না ⟹ স্পন্দন নয়।
আবার সব স্পন্দনই ফিরে ফিরে আসে ⟹ পর্যাবৃত্তও বটে।
অর্থাৎ স্পন্দন গতি পর্যাবৃত্ত গতির একটি উপসেট; আর সরল ছন্দিত স্পন্দন হলো স্পন্দন গতিরও একটি বিশেষ রূপ। -
৮৬২
R ব্যাসার্ধের একটি বৃত্তে সমকৌণিক বেগ ω-তে ঘূর্ণায়মান একটি কণার ব্যাস বরাবর অভিক্ষেপের গতি সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক এটি 2R বিস্তারের সরল ছন্দিত স্পন্দন
- খ এটি সমবেগে সরলরৈখিক গতি
- গ এটি R বিস্তার ও ω কৌণিক কম্পাঙ্কের সরল ছন্দিত স্পন্দন
- ঘ এটি পর্যাবৃত্ত, কিন্তু সরল ছন্দিত নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এটি R বিস্তার ও ω কৌণিক কম্পাঙ্কের সরল ছন্দিত স্পন্দন
কণার অবস্থান: x = R cos ωt
অন্তরজ নিয়ে: a = −ω2R cos ωt = −ω2x
⟹ SHM-এর শর্ত পূর্ণ, বিস্তার R (ব্যাস 2R নয় — বিস্তার মাপা হয় কেন্দ্র থেকে)
এ কারণেই সমবৃত্তাকার গতিকে বলা হয় সরল ছন্দিত স্পন্দনের জ্যামিতিক রূপ — ছায়ার গতি দেখলেই SHM পাওয়া যায়। -
৮৬৩
একটি কণার গতির সমীকরণ x = 2 + 3 sin ωt (SI এককে)। কণাটির সাম্যাবস্থান ও বিস্তার যথাক্রমে কত?
- ক x = 0 এবং 5 m
- খ x = 3 m এবং 2 m
- গ x = 2 m এবং 3 m
- ঘ x = 2 m এবং 5 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) x = 2 m এবং 3 m
ধরি X = x − 2 ⟹ X = 3 sin ωt
এটি বিশুদ্ধ SHM, X = 0 বিন্দুর চারপাশে — অর্থাৎ x = 2 m-এ সাম্যাবস্থান
বিস্তার = 3 m ⟹ কণাটি x = −1 m থেকে x = 5 m পর্যন্ত দোলে
সাম্যাবস্থান মূলবিন্দুতে না থাকলেও গতিটি সরল ছন্দিত স্পন্দনই — ধ্রুব পদটি কেবল কেন্দ্রকে সরিয়ে দেয়। -
৮৬৪
সরল ছন্দিত স্পন্দনে একটি কণা সাম্যাবস্থা থেকে যাত্রা শুরু করে A√2 সরণে পৌঁছাতে কত সময় নেবে?
- ক T8
- খ T6
- গ T12
- ঘ T4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) T8
x = A sin ωt ⟹ A√2 = A sin ωt
sin ωt = 1√2 ⟹ ωt = π4
2πTt = π4 ⟹ t = T8
তিনটি চেনা মান একসাথে মনে রাখো — সাম্যাবস্থা থেকে A2 পেতে T12, A√2 পেতে T8, আর A পেতে T4। -
৮৬৫
একটি সরল ছন্দিত স্পন্দনে সরণ বিস্তারের অর্ধেক হলে বেগ, ত্বরণ ও গতিশক্তি যথাক্রমে তাদের সর্বোচ্চ মানের কত অংশ?
- ক 12, √32, 14
- খ √32, 12, 14
- গ 12, 12, 12
- ঘ √32, 12, 34
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) √32, 12, 34
বেগ: v ∝ A2 − x2 ⟹ 1 − 1/4 = √32
ত্বরণ: a ∝ x ⟹ 12
গতিশক্তি: KE ∝ v2 ⟹ (√32)2 = 34
তিনটি রাশি তিন রকম নিয়মে চলে — একটির উত্তর দিয়ে অন্যটি আন্দাজ করা যায় না। -
৮৬৬
একটি কণার সরণ-সময় লেখচিত্রে দেখা যায় পরপর দুইটি সর্বোচ্চ বিন্দুর মধ্যে ব্যবধান 0.5 s এবং সর্বোচ্চ ও সর্বনিম্ন মানের পার্থক্য 8 cm। কণাটির বিস্তার ও কৌণিক কম্পাঙ্ক যথাক্রমে কত?
- ক 8 cm ও 4π rad s−1
- খ 4 cm ও 4π rad s−1
- গ 4 cm ও 2π rad s−1
- ঘ 8 cm ও 2π rad s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4 cm ও 4π rad s−1
পর্যায়কাল: পরপর দুই সর্বোচ্চের ব্যবধান = T = 0.5 s
ω = 2π0.5 = 4π rad s−1
বিস্তার: সর্বোচ্চ থেকে সর্বনিম্ন = 2A = 8 cm ⟹ A = 4 cm
লেখচিত্রে যা চোখে পড়ে তা মোট দোলনের প্রস্থ, বিস্তার তার অর্ধেক — এটাই এখানকার প্রধান ফাঁদ। -
৮৬৭
সরল ছন্দিত স্পন্দনে কণাটির উপর ক্রিয়াশীল বল ও সরণের মধ্যে F–x লেখচিত্র কেমন হবে এবং তার ঢাল কী নির্দেশ করে?
- ক পরাবৃত্ত; ঢাল ভর নির্দেশ করে
- খ ধনাত্মক ঢালের সরলরেখা; ঢাল কৌণিক কম্পাঙ্ক নির্দেশ করে
- গ মূলবিন্দুগামী ঋণাত্মক ঢালের সরলরেখা; ঢালের মান বল ধ্রুবক k
- ঘ অনুভূমিক সরলরেখা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) মূলবিন্দুগামী ঋণাত্মক ঢালের সরলরেখা; ঢালের মান বল ধ্রুবক k
F = −kx ⟹ y = mx রূপের সরলরেখা, মূলবিন্দু দিয়ে যায়, ঢাল −k
⟹ ঢালের মান = k = mω2
ঋণচিহ্নটিই বলে দেয় বল সবসময় সরণের বিপরীতে — সাম্যাবস্থার দিকে ফেরায়।
বাড়তি তথ্য: এই লেখচিত্র ও অক্ষের মধ্যবর্তী ক্ষেত্রফল = সঞ্চিত বিভবশক্তি (12kx2)। -
৮৬৮
দুইটি কণা একই বিস্তার ও একই পর্যায়কালে দুলছে, কিন্তু তাদের দশা পার্থক্য π। কণা দুইটি পরস্পরকে কোথায় অতিক্রম করবে?
- ক প্রান্তবিন্দুতে
- খ A2 সরণে
- গ সাম্যাবস্থানে
- ঘ কখনোই অতিক্রম করবে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সাম্যাবস্থানে
x1 = A sin ωt
x2 = A sin(ωt + π) = −A sin ωt
মিলিত হতে হলে x1 = x2 ⟹ A sin ωt = −A sin ωt
⟹ sin ωt = 0 ⟹ x = 0 ⟹ সাম্যাবস্থানে
তারা সবসময় পরস্পরের ঠিক উল্টো দিকে থাকে — একজন ডানে গেলে অন্যজন সমান দূরত্বে বামে। তাই দেখা হয় কেবল মাঝখানে, বিপরীত দিকে ছুটতে ছুটতে। -
৮৬৯
একটি সরল ছন্দিত স্পন্দনে কণাটির সর্বোচ্চ বেগ v এবং সর্বোচ্চ ত্বরণ a। কণাটির বিস্তারের সঠিক রাশি কোনটি?
- ক av2
- খ va
- গ a2v
- ঘ v2a
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) v2a
v = ωA এবং a = ω2A
ভাগ করে: ω = av
A = vω = va/v = v2a
একক যাচাই: (m s−1)2m s−2 = m ✔ — বাকি অপশনগুলোর একক দৈর্ঘ্যের হয় না, তাই একক দেখেই উত্তর বাছা যায়। -
৮৭০
একটি অগ্রগামী তরঙ্গের সমীকরণ y = 5 sin(0.02πx − 4πt) (সব রাশি SI এককে)। তরঙ্গটির বেগ কত?
- ক 100 m s−1
- খ 200 m s−1
- গ 400 m s−1
- ঘ 50 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 200 m s−1
আদর্শ রূপ: y = A sin(kx − ωt)
k = 0.02π m−1, ω = 4π rad s−1
v = ωk = 4π0.02π = 200 m s−1
π উপরে-নিচে কেটে যায় বলে ক্যালকুলেটর লাগে না — এই ধরনের প্রশ্নে সবসময় ωk অনুপাতটাই প্রথমে দেখতে হয়। -
৮৭১
y = 5 sin(0.02πx − 4πt) তরঙ্গটির তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও কম্পাঙ্ক যথাক্রমে কত?
- ক 50 m ও 2 Hz
- খ 100 m ও 2 Hz
- গ 100 m ও 4 Hz
- ঘ 200 m ও 2 Hz
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 100 m ও 2 Hz
λ = 2πk = 2π0.02π = 100 m
f = ω2π = 4π2π = 2 Hz
যাচাই: v = fλ = 2 × 100 = 200 m s−1 ✔ — আগের হিসাবের সাথে মিলে গেল।
ω-কে সরাসরি কম্পাঙ্ক ধরলে উত্তর আসত 4 Hz (অপশন গ)। -
৮৭২
একটি সুরশলাকা 340 Hz কম্পাঙ্কে অবিরত কাঁপছে। বাতাসে শব্দের বেগ 340 m s−1 হলে 2 সেকেন্ডে সৃষ্ট তরঙ্গগুলো কত দূরত্ব জুড়ে থাকবে এবং তার মধ্যে কতগুলো পূর্ণ তরঙ্গ থাকবে?
- ক 680 m ও 680টি
- খ 340 m ও 340টি
- গ 680 m ও 340টি
- ঘ 340 m ও 680টি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 680 m ও 680টি
দূরত্ব: প্রথম তরঙ্গমুখ 2 s ধরে ছুটছে ⟹ 340 × 2 = 680 m
তরঙ্গ সংখ্যা: প্রতি সেকেন্ডে 340টি ⟹ 2 s-এ 680টি
যাচাই: λ = 340340 = 1 m ⟹ 680 m-এ ঠিক 680টি তরঙ্গ ✔
সংখ্যা দুইটি এখানে কাকতালীয়ভাবে সমান, কারণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ঠিক 1 m। -
৮৭৩
500 Hz কম্পাঙ্কের একটি শব্দ তরঙ্গ 340 m s−1 বেগে চলছে। তরঙ্গের অভিমুখে 0.17 m দূরত্বে অবস্থিত দুইটি কণার দশা পার্থক্য কত?
- ক π4
- খ π
- গ 2π3
- ঘ π2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) π2
λ = vf = 340500 = 0.68 m
Δφ = 2πλ × Δx = 2π0.68 × 0.17
= 2π × 14 = π2 = 90°
0.17 m ঠিক λ4 — অনুপাতটা আগে বের করে নিলে হিসাব এক লাইনেই শেষ। -
৮৭৪
একটি তরঙ্গের দুইটি বিন্দুর দশা পার্থক্য 60°। তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1.2 m হলে বিন্দু দুইটির মধ্যে দূরত্ব কত?
- ক 0.2 m
- খ 0.4 m
- গ 0.6 m
- ঘ 0.1 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.2 m
Δx = Δφ360° × λ
= 60360 × 1.2 = 1.26 = 0.2 m
ডিগ্রি বা রেডিয়ান — যেকোনোটিতেই কাজ চলে, শুধু পূর্ণ চক্রের সাথে অনুপাত ঠিক রাখতে হবে (360° বা 2π)। -
৮৭৫
y = A sin(ωt − kx) এবং y = A sin(ωt + kx) — সমীকরণ দুইটি কী নির্দেশ করে?
- ক দুইটিই ধনাত্মক x-অক্ষ বরাবর চলমান
- খ যথাক্রমে ঋণাত্মক ও ধনাত্মক x-অক্ষ বরাবর চলমান
- গ দুইটিই স্থির তরঙ্গ
- ঘ যথাক্রমে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক x-অক্ষ বরাবর চলমান তরঙ্গ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) যথাক্রমে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক x-অক্ষ বরাবর চলমান তরঙ্গ
একটি নির্দিষ্ট দশা ধরে রাখতে হলে (ωt − kx) স্থির থাকতে হবে।
⟹ x = ωt − ধ্রুবকk — সময় বাড়লে x বাড়ে ⟹ তরঙ্গ ধনাত্মক দিকে চলে।
(ωt + kx) স্থির রাখতে হলে সময় বাড়লে x কমতে হবে ⟹ ঋণাত্মক দিকে।
নিয়ম: t ও x-এর চিহ্ন বিপরীত হলে ধনাত্মক দিকে, একই হলে ঋণাত্মক দিকে। -
৮৭৬
একটি তরঙ্গের একটি নির্দিষ্ট কণার T6 সময় ব্যবধানে দুইটি অবস্থার মধ্যে দশা পার্থক্য কত?
- ক π6
- খ 2π3
- গ π3
- ঘ π2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) π3
সময়ের জন্য: Δφ = 2πT × Δt
= 2πT × T6 = π3 = 60°
দুইটি সূত্র পাশাপাশি রাখো:
দূরত্বের জন্য Δφ = 2πλΔx
সময়ের জন্য Δφ = 2πTΔt
কোনটা চাওয়া হয়েছে তা না দেখে সূত্র বসালেই ভুল। -
৮৭৭
একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ ও একটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গের মধ্যে কোন পার্থক্যটি সঠিক?
- ক অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গে সমবর্তন সম্ভব, অনুপ্রস্থে নয়
- খ দুইটিতেই সমবর্তন সম্ভব
- গ অনুপ্রস্থ তরঙ্গে সমবর্তন সম্ভব, অনুদৈর্ঘ্যে নয়
- ঘ কোনোটিতেই সমবর্তন সম্ভব নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অনুপ্রস্থ তরঙ্গে সমবর্তন সম্ভব, অনুদৈর্ঘ্যে নয়
সমবর্তন মানে কম্পনকে একটিমাত্র তলে সীমাবদ্ধ করা।
অনুপ্রস্থ তরঙ্গে কণা চলার দিকের লম্বভাবে কাঁপে — লম্ব তলে অসংখ্য দিক থাকে, তাই একটিকে বেছে নেওয়া যায় ⟹ সমবর্তন সম্ভব।
অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গে কণা চলার দিক বরাবরই কাঁপে — বেছে নেওয়ার মতো আলাদা দিক নেই ⟹ সমবর্তন অসম্ভব।
শব্দ অনুদৈর্ঘ্য, তাই শব্দের সমবর্তন হয় না। আলো সমবর্তিত হয় — এটিই প্রমাণ করে আলো অনুপ্রস্থ তরঙ্গ। -
৮৭৮
একটি শব্দ তরঙ্গ বাতাস থেকে পানিতে প্রবেশ করলে কোন রাশিটি অপরিবর্তিত থাকে?
- ক কম্পাঙ্ক
- খ তরঙ্গদৈর্ঘ্য
- গ বেগ
- ঘ তীব্রতা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কম্পাঙ্ক
কম্পাঙ্ক নির্ধারণ করে উৎস — প্রতি সেকেন্ডে উৎস যতবার কাঁপে, সীমানার ওপারের কণাগুলোও ঠিক ততবারই কাঁপতে বাধ্য।
বেগ নির্ধারণ করে মাধ্যম — মাধ্যম বদলালে বেগ বদলায় (পানিতে শব্দ প্রায় ৪ গুণ দ্রুত)।
v = fλ-তে f স্থির, v বাড়ে ⟹ λ বাড়ে।
সীমানায় কম্পন-সংখ্যা মিলতে বাধ্য — কণা তো আর অর্ধেক কম্পন গিলে ফেলতে পারে না। -
৮৭৯
বাতাসে শব্দের বেগ 340 m s−1 এবং পানিতে 1450 m s−1। একটি 170 Hz উৎস থেকে সৃষ্ট শব্দের তরঙ্গদৈর্ঘ্য দুই মাধ্যমে যথাক্রমে কত?
- ক 2 m ও 8.5 m
- খ 2 m ও 2 m
- গ 8.5 m ও 2 m
- ঘ 0.5 m ও 0.12 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2 m ও 8.5 m
কম্পাঙ্ক দুই মাধ্যমেই একই = 170 Hz
বাতাসে: λ = 340170 = 2 m
পানিতে: λ = 1450170 = 8.5 m
দ্রুততর মাধ্যমে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বড় — কম্পাঙ্ক স্থির থাকায় v ও λ সমানুপাতিক। -
৮৮০
একটি তরঙ্গের পরপর দুইটি শীর্ষের মধ্যে দূরত্ব 0.5 m এবং একটি নির্দিষ্ট বিন্দু অতিক্রম করে প্রতি সেকেন্ডে 8টি শীর্ষ। তরঙ্গটির বেগ কত?
- ক 16 m s−1
- খ 4 m s−1
- গ 0.0625 m s−1
- ঘ 8 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4 m s−1
পরপর দুই শীর্ষের দূরত্ব = তরঙ্গদৈর্ঘ্য ⟹ λ = 0.5 m
প্রতি সেকেন্ডে 8টি শীর্ষ ⟹ f = 8 Hz
v = fλ = 8 × 0.5 = 4 m s−1
"প্রতি সেকেন্ডে কতটি শীর্ষ" — এটিই কম্পাঙ্কের সরাসরি সংজ্ঞা, আলাদা করে হিসাব লাগে না।
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।