গতিবিদ্যা — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৩য় অধ্যায়। এখানে ৬৯৩টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
-
৩৮১
একটি বস্তু t সময়ে r ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার পথে একবার ঘুরে আসে। বস্তুটির দ্রুতি ও সরণের পার্থক্য কত?
- ক 0
- খ 2πr
- গ 2πrt
- ঘ 2π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2πrt
একবার পূর্ণ ঘূর্ণনে অতিক্রান্ত দূরত্ব = বৃত্তের পরিধি = 2πr, সময় = t। ∴ দ্রুতি = দূরত্ব ভাগ সময় = 2πrt। কিন্তু যাত্রা শুরু ও শেষের অবস্থান একই বিন্দু, তাই সরণ = 0। ∴ পার্থক্য = 2πrt − 0 = 2πrt। মনে রাখো: দূরত্ব হলো পুরো পথের দৈর্ঘ্য, আর সরণ শুধু শুরু থেকে শেষ বিন্দুর সরলরৈখিক দূরত্ব। -
৩৮২
একটি বুলেট কোনো দেয়ালে 0.04 m প্রবেশের পর 75% বেগ হারায়। বুলেটটি ঐ দেয়ালে আর কতদূর প্রবেশ করতে পারবে?
- ক 2.67 mm
- খ 2.76 mm
- গ 2.50 mm
- ঘ 2.60 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.67 mm
বেগের 75% হারালে অবশিষ্ট বেগ v = u4। v2 = u2 − 2as প্রয়োগ করে প্রথম অংশে: u2 − u216 = 2a×0.04, অর্থাৎ 15u216 = 2a×0.04। বাকি পথে থামতে: u216 = 2a×x। দুটি সমীকরণ ভাগ করে x0.04 = 115 ⇒ x = 0.0415 = 2.67×10−3 m = 2.67 mm। ফাঁদ: 75% বেগ হারানো মানে 75% দূরত্ব নয় — দূরত্ব বেগের বর্গের সমানুপাতিক। -
৩৮৩
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। -
৩৮৪
সমত্বরণযুক্ত সরলরৈখিক গতিতে বস্তুর বেগ সময়ের সাথে কীভাবে পরিবর্তিত হয়?
- ক বেগ ধ্রুব থাকে
- খ বেগ হ্রাস পায়
- গ বেগ সরলরৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়
- ঘ বেগ হঠাৎ শূন্য হয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বেগ সরলরৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়
সমত্বরণ মানে a ধ্রুব, তাই v = u + at — v ও t-এর সম্পর্ক প্রথম মাত্রার। অর্থাৎ বেগ সময়ের সাথে সরলরৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায় (গ)। বেগ ধ্রুব থাকলে a = 0 হতো (ক ভুল), বেগ কমলে সেটা মন্দন হতো (খ ভুল), আর বেগ হঠাৎ শূন্য হওয়ার অর্থ অসীম ত্বরণ (ঘ ভুল)। -
৩৮৫
ত্বরণের মাত্রা কোনটি?
- ক LT−1
- খ LT−2
- গ ML
- ঘ L−1T−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) LT−2
সংজ্ঞা অনুযায়ী ত্বরণ a = বেগের পরিবর্তন ভাগ সময়। বেগের মাত্রা LT−1 এবং সময়ের মাত্রা T, তাই [a] = LT−1T = LT−2। ত্বরণে ভরের কোনো পদ নেই বলে M-যুক্ত (গ) বাদ; (ক) আসলে বেগের মাত্রা এবং (ঘ) পরিচিত কোনো রাশির মাত্রা নয়। -
৩৮৬
একটি চাকায় ব্যাস 1 মিটার। এটি প্রতি মিনিটে 30 বার ঘুরলে প্রান্তের রৈখিক বেগ কত m s−1?
- ক π2
- খ π
- গ 60π
- ঘ 30π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) π
প্রতি মিনিটে N = 30 ⇒ ω = 2πN60 = 2π×3060 = π rad s−1। ব্যাস 1 m ধরলে r = 0.5 m এবং v = ωr = π×0.5 = π2 m s−1, অর্থাৎ (ক)। ছাপা উত্তর (খ) π m s−1 পেতে হলে 1 m-কে ব্যাসার্ধ ধরতে হয়। মূল সূত্র একটাই: v = ωr, আর ω = 2πN60। -
৩৮৭
স্থির অবস্থা থেকে একটি গাড়ি 4 m s−2 সমত্বরণে চলছে। 10 সেকেন্ড পর গাড়িটি কত দূরত্ব অতিক্রম করবে?
- ক 100 m
- খ 200 m
- গ 300 m
- ঘ 400 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 200 m
স্থির অবস্থা থেকে শুরু ⇒ u = 0। সমত্বরণে s = ut + ½at2 = 0 + ½×4×102 = ½×4×100 = 200 m। যাচাই: 10 s শেষে v = at = 40 m s−1, গড় বেগ = 0+402 = 20 m s−1, তাই s = 20×10 = 200 m — মিলে যাচ্ছে। -
৩৮৮
একজন ছাত্র 4 m s−1 বেগে স্কুলে গেল, 6 m s−1 বেগে স্কুল থেকে ফিরল। গড় দ্রুতি কত?
- ক 10 m s−1
- খ 4.8 m s−1
- গ 5.6 m s−1
- ঘ 5 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4.8 m s−1
যাওয়া ও আসার দূরত্ব সমান বলে গড় দ্রুতি সাধারণ গড় নয়, হরাত্মক গড়: গড় দ্রুতি = 2v1v2v1+v2 = 2×4×64+6 = 4810 = 4.8 m s−1। ফাঁদ: 4+62 = 5 m s−1 ধরা। সমান দূরত্বে ধীর বেগে বেশি সময় লাগে বলে গড় দ্রুতি সবসময় সাধারণ গড়ের চেয়ে কম হয়। -
৩৮৯
একটি গাড়ি নির্দিষ্ট বেগে সোজা উত্তর দিকে 15 সেকেন্ডে 45 m গেল এবং একই বেগে সোজা দক্ষিণ দিকে 5 সেকেন্ডে 15 m ফিরে এলো। এই গাড়িটির গড়বেগ কত?
- ক 30 m s−1
- খ 15 m s−1
- গ 1.5 m s−1
- ঘ 3.0 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.5 m s−1
গড়বেগ = মোট সরণ ভাগ মোট সময় (দূরত্ব নয়)। উত্তরে 45 m গিয়ে দক্ষিণে 15 m ফিরলে সরণ = 45 − 15 = 30 m, উত্তরমুখী। মোট সময় = 15 + 5 = 20 s। ∴ গড়বেগ = 3020 = 1.5 m s−1, উত্তর দিকে। মোট দূরত্ব 60 m ধরলে গড় দ্রুতি হতো 3 m s−1 — দুটো গুলিয়ে ফেলো না। -
৩৯০
একটি গাড়ি 10 m s−1 আদিবেগ নিয়ে সমত্বরণে একটি সোজা রাস্তা বরাবর চলছে। 100 m দূরত্ব অতিক্রম করার পর গাড়িটির বেগ 20 m s−1 হলে গাড়িটির ত্বরণ কত?
- ক 0.67 m s−2
- খ 6.0 m s−2
- গ 1.5 m s−2
- ঘ 2.5 m s−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.5 m s−2
এখানে u, v ও s দেওয়া কিন্তু t নেই, তাই সময়বিহীন সমীকরণ v2 = u2 + 2as লাগবে। a = v2 − u22s = 202 − 1022×100 = 400 − 100200 = 300200 = 1.5 m s−2। -
৩৯১
একটি গাড়ি সরলরেখা বরাবর চলে এবং একটি বিন্দুতে 5 m s−1 বেগে অতিক্রম করার পর 2 m s−2 সমত্বরণে চলে। 4 s পর গাড়িটি কত দূরত্ব অতিক্রম করবে?
- ক 41 m
- খ 50 m
- গ 36 m
- ঘ 70 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 36 m
u = 5 m s−1, a = 2 m s−2, t = 4 s। s = ut + ½at2 = 5×4 + ½×2×42 = 20 + 16 = 36 m। ফাঁদ: শুধু ut = 20 m নিলে বা শুধু ½at2 = 16 m নিলে ভুল হবে — আদিবেগের অবদান ও ত্বরণের অবদান দুটিই যোগ করতে হয়। -
৩৯২
একটি বস্তুর বেগ v=0.10 m s−1+(0.02 m s−3)t2 দ্বারা প্রকাশ করা যায়। 2 সেকেন্ড ও 5 সেকেন্ডের মধ্যে বস্তুর বেগের পার্থক্য কত?
- ক 0.32 m s−1
- খ 0.36 m s−1
- গ 0.42 m s−1
- ঘ 0.48 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.42 m s−1
v = 0.10 + 0.02t2। ∴ Δv = v(5) − v(2) = 0.02×(52 − 22) = 0.02×(25 − 4) = 0.02×21 = 0.42 m s−1। খেয়াল করো, ধ্রুব পদ 0.10 m s−1 বিয়োগে কেটে যায়, তাই আলাদা করে হিসাবে লাগে না। -
৩৯৩
30 m s−1 বেগে চলিত একটি গাড়ি ব্রেক করলে 25 মিটার চলার পর গাড়ির গতিবেগ দুই তৃতীয়াংশ কমে যায়। গাড়িটির মন্দন কত?
- ক 16 m s−2
- খ −16 m s−2
- গ 10 m s−2
- ঘ −10 m s−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 16 m s−2
বেগ দুই-তৃতীয়াংশ কমা মানে অবশিষ্ট বেগ v = 30 − 20 = 10 m s−1। v2 = u2 + 2as ⇒ a = v2 − u22s = 102 − 3022×25 = 100 − 90050 = −16 m s−2। ঋণাত্মক চিহ্ন শুধু বোঝায় ত্বরণ গতির বিপরীতমুখী, ∴ মন্দনের মান = 16 m s−2। -
৩৯৪
একটি ট্রেন 30 m s−1 বেগে চলা অবস্থায় ব্রেক করে 5 m s−2 মন্দন সৃষ্টি করা হলো। চতুর্থ সেকেন্ডে এটি কত দূরত্ব অতিক্রম করবে?
- ক 12.5 m
- খ 14.5 m
- গ 16.5 m
- ঘ 18.5 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 12.5 m
n-তম সেকেন্ডে অতিক্রান্ত দূরত্ব sn = u + ½a(2n − 1)। এখানে u = 30 m s−1, a = −5 m s−2, n = 4 ⇒ s4 = 30 + ½×(−5)×(2×4 − 1) = 30 − ½×5×7 = 30 − 17.5 = 12.5 m। ট্রেনটি থামতে সময় নেয় 305 = 6 s, তাই চতুর্থ সেকেন্ডে সে এখনও চলছে — হিসাবটি বৈধ। -
৩৯৫
একটি ট্রেন 1 m s−1 আদিবেগ ও 2 m s−2 সমত্বরণে চলে। ট্রেনটি যখন 35 m পথ অতিক্রম করবে তখন তার বেগ কত?
- ক 2 m s−1
- খ 6 m s−1
- গ 12 m s−1
- ঘ 36 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 12 m s−1
সময় দেওয়া নেই, তাই v2 = u2 + 2as ব্যবহার করতে হবে। u = 1 m s−1, a = 2 m s−2, s = 35 m ⇒ v2 = 12 + 2×2×35 = 1 + 140 = 141 ⇒ v = 141 ≈ 11.87 ≈ 12 m s−1। অপশনগুলোর মধ্যে 12-ই নিকটতম মান। ফাঁদ: 2as = 140-এর সাথে u2 = 1 যোগ করতে ভুলে গেলে v = 140 ≈ 11.83 আসে — উত্তর একই হলেও নিয়মটা ঠিক রাখা জরুরি। -
৩৯৬
একজন ভর্তি পরীক্ষার্থী ঢাকা থেকে চট্টগ্রাম বিশ্ববিদ্যালয়ে এবং পরীক্ষা দিয়ে আবার ঢাকা ফিরে গেল। ঢাকা থেকে চট্টগ্রাম বিশ্ববিদ্যালয়ের দূরত্ব 265 km। উভয় পরীক্ষার সরণ কত?
- ক 365 km
- খ 0 km
- গ 2652 km
- ঘ 2652 km
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0 km
সরণ নির্ভর করে কেবল আদি ও শেষ অবস্থানের উপর। ঢাকা → চট্টগ্রাম → ঢাকা ঘুরে আসায় শেষ অবস্থান আদি অবস্থানের সাথে মিলে যায়, তাই সরণ = 0 km। এখানে অতিক্রান্ত দূরত্ব 2×265 = 530 km — অপশন (ঙ) ঠিক এই ফাঁদটাই পাতা, দূরত্ব আর সরণ এক নয়। -
৩৯৭
একটি গাড়ি চালু করার 4 s পরে বেগ 8 m s−1 এবং 37 s পরে বেগ 23 m s−1। গাড়ির ত্বরণ কত?
- ক 6 m s−2
- খ 7 m s−2
- গ 5 m s−2
- ঘ 4 m s−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 6 m s−2
সমত্বরণ ধরে a = v2 − v1t2 − t1 = 23 − 837 − 4 = 1533 ≈ 0.45 m s−2, যা কোনো অপশনের সাথেই মেলে না। সময়টি 7 s হলে a = 23 − 87 − 4 = 153 = 5 m s−2 পাওয়া যায়। সূত্রটাই মূল কথা: ত্বরণ = বেগের পরিবর্তন ভাগ সময়ের পরিবর্তন। -
৩৯৮
একটি বস্তুর আদিবেগ 3i+4j এবং ত্বরণ 0.4i+0.3j। 10 সেকেন্ড পরে বস্তুর দ্রুতি কত?
- ক 10
- খ 7
- গ 72
- ঘ 102
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 72
v = u + at = (3i + 4j) + (0.4i + 0.3j)×10 = (3 + 4)i + (4 + 3)j = 7i + 7j। দ্রুতি হলো বেগ ভেক্টরের মান: |v| = 72 + 72 = 98 = 72। ভেক্টর যোগে i ও j উপাংশ আলাদা আলাদা যোগ করতে হয়, সরাসরি মান যোগ করা যায় না। -
৩৯৯
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)। -
৪০০
একটি গতিশীল বস্তুর কোনো মুহূর্তের সরণ x=(4t2+5t+9) m। 3 s পরে বস্তুর বেগ কত হবে?
- ক 38 m s−1
- খ 29 m s−1
- গ 41 m s−1
- ঘ 50 m s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 29 m s−1
বেগ হলো সরণের সময়-অন্তরকলজ: v = dxdt। x = 4t2 + 5t + 9 ⇒ v = 8t + 5। t = 3 s-এ v = 8×3 + 5 = 29 m s−1। ফাঁদ: x-এ t = 3 বসিয়ে 60 পেলে সেটা সরণ, বেগ নয়; আর ধ্রুব পদ 9 অন্তরকলনে কেটে যায়।
গতিবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।