নিউটনীয় বলবিদ্যা — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৪র্থ অধ্যায়। এখানে ৮৭০টি 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।
৮৭০ প্রশ্ন
১ম পত্র
অধ্যায় ৪
পাতা ২৮/৪৪
-
৫৪১
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। -
৫৪২
প্রতিটি 0.1 kg ভরের দুটি উপাদান গোলক একটি সরু রড দ্বারা যুক্ত। রডটির দৈর্ঘ্য 0.2 m। গোলক দুটির মধ্যবিন্দুগামী উল্লম্ব অক্ষ সাপেক্ষে 2π rad s−1 কৌণিক বেগে ঘূর্ণায়মান। গোলক দুটির মোট কৌণিক ভরবেগ কত kgm2s−1?
- ক 0.00628
- খ 0.02512
- গ 0.01256
- ঘ 0.03768
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.01256
প্রতিটি গোলক অক্ষ থেকে r = 0.22 = 0.1 m দূরে। I = 2 × mr2 = 2 × 0.1 × (0.1)2 = 0.002 kgm2। L = Iω = 0.002 × 2π ≈ 0.01256 kgm2s−1। -
৫৪৩
একজন সাইকেল আরোহী ঘণ্টায় 24 km বেগে 30 m ব্যাসার্ধের একটি বৃত্তাকার পথে মোড় নিচ্ছে। তাকে উল্লম্বের সাথে কত কোণে হেলে থাকতে হবে?
- ক tan−1(0.15)
- খ tan−1(0.015)
- গ tan−1(0.115)
- ঘ tan−1(0.215)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) tan−1(0.15)
v = 24 kmh−1 = 203 ms−1। বাঁক নেওয়ার সময় হেলার কোণ θ-এর জন্য tanθ = v2rg = 44.44294 = 0.151। তাই θ = tan−1(0.15)। -
৫৪৪
একটি গাড়ি 50 kmh−1 বেগে 60 m ব্যাসার্ধের একটি রাস্তার মোড় নিতে হলে, অনুভূমিকের সাথে রাস্তার ব্যাংকিং কোণ কত ডিগ্রি হওয়া প্রয়োজন?
- ক 1.34
- খ 4.05
- গ 15.82
- ঘ 18.17
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 18.17
ব্যাংকিং কোণের শর্ত: tan θ = v2rg। v = 50 kmh−1 = 50 × 518 = 13.89 ms−1। ∴ tan θ = 192.960 × 9.8 = 192.9588 = 0.328 ⇒ θ = tan−1(0.328) ≈ 18.17°। খেয়াল রাখো, ব্যাংকিং কোণ মাপা হয় অনুভূমিকের সাথে, আর এতে বস্তুর ভর লাগে না। -
৫৪৫
একটি রাস্তা 65.31 m ব্যাসার্ধে বাঁক নিয়েছে। এ স্থানে রাস্তাটি 5.0 m চওড়া এবং এর ভিতরের কিনারা হতে বাইরের কিনারা 0.5 m উঁচু। সর্বোচ্চ কত ms−1 বেগে এ স্থানে নিরাপদে বাঁক নেওয়া সম্ভব?
- ক 7
- খ 7.3
- গ 8.0
- ঘ 8.3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 8.0
রাস্তার চওড়া 5.0 m, বাইরের কিনারা 0.5 m উঁচু ⇒ sinθ = 0.55 = 0.1 (θ ছোট বলে tanθ ≈ 0.1)। নিরাপদ সর্বোচ্চ বেগ v = rg tanθ = 65.31 × 9.8 × 0.1 = 64 = 8.0 ms−1। -
৫৪৬
নিউক্লিয়নের মধ্যে কোন কণার পারস্পরিক বিনিময়ের দ্বারা সবল নিউক্লীয় বলের উদ্ভব হয়?
- ক নিউট্রিনো
- খ মেসন
- গ ইলেকট্রন
- ঘ গ্রাভিটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) মেসন
নিউক্লিয়নের (প্রোটন-নিউট্রন) মধ্যে মেসন বিনিময়ের ফলে সবল নিউক্লীয় বল কাজ করে। -
৫৪৭
10 kg ভরের কোনো বন্ধু 12ms-1 বেগে গতিশীল হলে তার ভরবেগ হবে
- ক 12 kg ms-1
- খ 10 kg ms-1
- গ 120 kg ms-1
- ঘ 1.2 kg ms-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 120 kg ms-1
p = mv = 10×12 = 120 kg ms-1। -
৫৪৮
একটি চাকার জড়তার ভ্রামক 10kg m2 ।চাকাটিতে 10 rad s-2 কৌণিক ত্বরণ সৃষ্টি করতে কত টর্ক প্রয়োগ
করতে হবে?- ক 10 Nm
- খ 100 Nm
- গ 150 Nm
- ঘ 200 Nm
-
৫৪৯
একটি চাকার জড়তার ভ্রামক 2kg m2 চাকাটি মিনিটে 30 বার ঘুরছে। এর কৌণিক ভরবেগ কত?
- ক π
- খ 2π
- গ 3π
- ঘ 4π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2π
30 rpm = 0.5 rps ⇒ ω=2π(0.5)=π rad s-1। L=Iω=2×π=2π kg m2s-1। -
৫৫০
বৃত্তীয় গতির ক্ষেত্রে কৌণিক ভরবেগের রাশি কোনটি?
- ক m rω
- খ m r2ω
- গ m rω2
- ঘ m2 rω
-
৫৫১
কৌণিক ভরবেগের মাত্রা সমীকরণ কোনটি?
- ক MLT-1
- খ ML2T0
- গ ML2T-1
- ঘ ML-2T-2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ML2T-1
L=mvr ⇒ মাত্রা = M × LT-1 × L = ML2T-1। -
৫৫২
টর্কের অপর নাম কী?
- ক ঘর্ষণ বল
- খ জড়তার ভ্রামক
- গ ঘূর্ণন বল
- ঘ কেন্দ্রমুখী বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ঘূর্ণন বল
টর্ক ঘূর্ণন সৃষ্টি করে বলে একে ঘূর্ণন বল বা বলের ভ্রামকও বলা হয়। -
৫৫৩
কোনটি বলের ঘাতের মাত্রা সমীকরণ?
- ক MLT-1
- খ MLT-2
- গ MLT
- ঘ ML2T-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) MLT-1
ঘাত = ভরবেগের পরিবর্তন ⇒ মাত্রা MLT-1। -
৫৫৪
বৃত্তাকার পথে আবর্তনরত বস্তুর কেন্দ্রমুখী ত্বরণ__
- ক ωr
- খ ωr2
- গ ω2r2
- ঘ ω2r
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ω2r
সমবৃত্তীয় গতিতে কেন্দ্রমুখী ত্বরণ a = v2r = ω2r = vω (v = ωr), দিক সর্বদা কেন্দ্রের দিকে, বেগের লম্বে।
কেন্দ্রমুখী বল F = mv2r = mω2r; এই বল কোনো কাজ করে না, বেগের মান নয় শুধু দিক বদলায়।
কৌণিক বেগ ω = 2πT = 2πf; ভূ-স্থির উপগ্রহ, ঘূর্ণায়মান পাথর, মোড়ে বাঁক নেওয়া গাড়ি — সবখানে এই বল কাজ করে। -
৫৫৫
কোনটি ঘূর্ণায়মান বস্তুর গতিশক্তির সমীকরণ?
- ক KE = (12)Iω
- খ KE = (12)Iω2
- গ KE = Iω
- ঘ KE = (12)I2ω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) KE = (12)Iω2
ঘূর্ণায়মান বস্তুর গতিশক্তি KE = (12)Iω2, এখানে I জড়তার ভ্রামক, ω কৌণিক বেগ।
রৈখিক গতির (12)mv2 এর সাথে তুলনা করলে m → I, v → ω।
কৌণিক ভরবেগ L = Iω, তাই KE = L22I = (12)Lω লেখা যায়।
ঘূর্ণন ও রৈখিক গতি একসাথে থাকলে মোট KE = (12)mv2 + (12)Iω2। -
৫৫৬
বস্তুর ত্বরণ ও ভরের মধ্যে সম্পর্ক ___
- ক a ∝ 1m
- খ a ∝ m
- গ a ∝ 1m2
- ঘ a ∝ m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) a ∝ 1m
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র F = ma থেকে a = Fm।
নির্দিষ্ট বলের জন্য ত্বরণ ভরের ব্যস্তানুপাতিক, a ∝ 1m।
নির্দিষ্ট ভরের জন্য a ∝ F; একই বল প্রয়োগে ভর দ্বিগুণ হলে ত্বরণ অর্ধেক হয়। -
৫৫৭
বস্তুর ত্বরণ এবং বলের মধ্যে সম্পর্ক-
- ক a ∝ −F
- খ a ∝ −1F
- গ a ∝ F
- ঘ a ∝ aF
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) a ∝ F
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র: F = ma, ভর ধ্রুব থাকলে a ∝ F।
ত্বরণ বলের দিকেই হয়, F দ্বিগুণ হলে a দ্বিগুণ হয়; একই বলে a ∝ 1m।
বল = ভরবেগের পরিবর্তনের হার, F = dpdt; একক N = kg m s−2, মাত্রা [MLT−2]। -
৫৫৮
কৌণিক ভরবেগের একক কোনটি?
- ক kg m2s
- খ kg m/s2
- গ kg m/s
- ঘ kg m s2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) kg m2s
কৌণিক ভরবেগ L = Iω = mvr = r × p
একক = kg × m s−1 × m = kg m2s (kg m2 s−1 বা J s)
মাত্রা [ML2T−1], প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক h-এর মাত্রাও একই।
kg m/s রৈখিক ভরবেগের একক, kg m/s2 বলের (N) একক; বাহ্যিক টর্ক শূন্য হলে L সংরক্ষিত থাকে। -
৫৫৯
নিম্নের কোনটি সঠিক?
- ক রৈখিক ত্বরণ = কৌণিক ত্বরণ × ব্যাসার্ধ
- খ রৈখিক ত্বরণ × ব্যাসার্ধ = কৌণিক ত্বরণ
- গ কৌণিক ত্বরণ × রৈখিক ত্বরণ = ব্যাসার্ধ
- ঘ কোনটি নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) রৈখিক ত্বরণ = কৌণিক ত্বরণ × ব্যাসার্ধ
রৈখিক ত্বরণ a = αr — কৌণিক ত্বরণ × ব্যাসার্ধ (স্পর্শকীয় ত্বরণ)।
একইভাবে রৈখিক বেগ v = ωr, চাপ s = θr; কৌণিক রাশির একক rad s−1, rad s−2।
বৃত্তাকার গতিতে কেন্দ্রমুখী ত্বরণ ac = ω2r = v2r; সমবেগ বৃত্তীয় গতিতে α = 0 কিন্তু ac ≠ 0। -
৫৬০
1.82×10−19 N বল একটি ইলেক্ট্রনের উপর 1.6×10−9 s ধরে ক্রিয়া করলে বেগের পরিবর্তন কত হবে (ms−1 এককে)
- ক 32
- খ 160
- গ 320
- ঘ 480
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 320
এখানে, F = 1.82 × 10−19 N, t = 1.6 × 10−9 s, me = 9.1 × 10−31 kg
Ft = mΔv ⇒ Δv = Ftm = 1.82 × 10−19 × 1.6 × 10−99.1 × 10−31 = 2.912 × 10−289.1 × 10−31 = 320 ms−1
নিউটনীয় বলবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।