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।
-
৭২১
AB দণ্ডটি XY-অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্ণনশীল। দণ্ডের মোট দৈর্ঘ্য 2 m এবং মোট ভর 2 kg।

চিত্র ক-এর জড়তার ভ্রামক I1 এবং চিত্র খ-এর জড়তার ভ্রামক I2 হলে, কোনটি সঠিক?- ক I1:I2 = 1:1
- খ I1:I2 = 1:2
- গ I1:I2 = 4:1
- ঘ I1:I2 = 1:4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) I1:I2 = 4:1
চিত্র ক-তে XY অক্ষ দণ্ডের এক প্রান্ত A দিয়ে, চিত্র খ-তে দণ্ডের মধ্যবিন্দু দিয়ে দণ্ডের লম্বভাবে গেছে।
এখানে, M = 2 kg, L = 2 m
আমরা জানি, প্রান্ত সাপেক্ষে I1 = (13)ML2, মধ্যবিন্দু সাপেক্ষে I2 = (112)ML2
∴ I1 = 13 × 2 × 22 = 83 kgm2, I2 = 112 × 2 × 22 = 23 kgm2, I1:I2 = 83:23 = 4:1
সমান্তরাল অক্ষ উপপাদ্যেও I1 = I2 + M(L2)2 = (112)ML2 + (14)ML2 = (13)ML2। -
৭২২
AB দণ্ডটি XY-অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্ণনশীল। দণ্ডের মোট দৈর্ঘ্য 2 m এবং মোট ভর 2 kg।

চিত্র খ-এ চক্রগতির ব্যাসার্ধের মান—- ক 13
- খ 23
- গ 112
- ঘ 34
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 13
চিত্র খ-তে অক্ষটি দণ্ডের মধ্যবিন্দু দিয়ে লম্বভাবে গেছে।
এখানে, M = 2 kg, L = 2 m, I2 = (112)ML2 = 23 kgm2
আমরা জানি, K = IM
∴ K = 23 ÷ 2 = 13 = 13 m ≈ 0.577 m
সাধারণভাবে মধ্যবিন্দু সাপেক্ষে K = L12, প্রান্ত সাপেক্ষে K = L3। -
৭২৩
বলের ঘাতের সাথে কোন রাশিটির সাংখ্যিক মান সমান?
- ক কৌণিক ভরবেগের পরিবর্তন
- খ রৈখিক ভরবেগের পরিবর্তন
- গ জড়তার ভ্রামক
- ঘ টর্ক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) রৈখিক ভরবেগের পরিবর্তন
বলের ঘাত রৈখিক ভরবেগের পরিবর্তনের সমান: J = Ft = mv − mu।
এটি নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র F = ΔpΔt থেকে আসে; একক Ns = kgms−1।
কৌণিক ভরবেগের পরিবর্তন হলো টর্ক ও সময়ের গুণফল (কৌণিক ঘাত); টর্ক হলো কৌণিক ভরবেগের পরিবর্তনের হার।
জড়তার ভ্রামক I = Σmr2, যা ঘূর্ণন গতির জড়তা নির্দেশ করে। -
৭২৪
খুব অল্প সময়ের জন্য খুব বড় মানের বল প্রযুক্ত হলে তাকে বলে—
- ক সংসক্তি বল
- খ ঘূর্ণন বল
- গ তড়িৎ বল
- ঘ ঘাত বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ঘাত বল
খুব অল্প সময়ের জন্য খুব বড় মানের যে বল ক্রিয়া করে তাকে ঘাত বল (impulsive force) বলে; যেমন ব্যাট দিয়ে বলে আঘাত, হাতুড়ি দিয়ে পেরেক ঠোকা।
ঘাত বল ও ক্রিয়াকালের গুণফলকে বলের ঘাত বলে, যা ভরবেগের পরিবর্তনের সমান।
সংসক্তি বল হলো একই পদার্থের অণুগুলোর পারস্পরিক আকর্ষণ বল।
তড়িৎ বল হলো আধানের মধ্যকার বল; যে বলের ভ্রামক বস্তুতে ঘূর্ণন ঘটায় তাকে টর্ক বলে। -
৭২৫
1500 kg ভরের একটি গাড়ি 400 N ঘর্ষণ বলযুক্ত সোজা রাস্তায় 5 ms−2 সমত্বরণে চলে।
গাড়ির ইঞ্জিন কর্তৃক প্রযুক্ত বল—- ক 0.4 kN
- খ 7.1 kN
- গ 7.5 kN
- ঘ 7.9 kN
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 7.9 kN
এখানে, m = 1500 kg, a = 5 ms−2, ঘর্ষণ বল f = 400 N
আমরা জানি, নিট বল F − f = ma, তাই F = ma + f
∴ F = 1500 × 5 + 400 = 7500 + 400 = 7900 N = 7.9 kN
ইঞ্জিনের বলের একাংশ ঘর্ষণ অতিক্রমে এবং বাকিটা ত্বরণ সৃষ্টিতে ব্যয় হয়। -
৭২৬
1500 kg ভরের একটি গাড়ি 400 N ঘর্ষণ বলযুক্ত সোজা রাস্তায় 5 ms−2 সমত্বরণে চলে।
উদ্দীপকের গাড়িটি যদি ত্বরণে না চলে ধ্রুব বেগে চলে তবে ইঞ্জিন কর্তৃক প্রযুক্ত বল বনাম সময় লেখচিত্র হবে—সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক)
ধ্রুব বেগে চললে ত্বরণ শূন্য, তাই নিট বল শূন্য: F − f = 0।
∴ ইঞ্জিনের বল F = ঘর্ষণ বল = 400 N = 0.4 kN, যা সময়ের সাথে অপরিবর্তিত।
তাই F বনাম t লেখচিত্র 0.4 kN মানে সময় অক্ষের সমান্তরাল একটি সরলরেখা।
এটি নিউটনের প্রথম সূত্রের উদাহরণ: নিট বল শূন্য হলে বস্তু সমবেগে চলতে থাকে। -
৭২৭
রৈখিক বেগ ও কৌণিক বেগের মধ্যে সম্পর্ক হলো—
- ক ω = v × r
- খ v = ω · r
- গ ω = v · r
- ঘ v = ω × r
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) v = ω × r
রৈখিক বেগ ও কৌণিক বেগের ভেক্টর সম্পর্ক v = ω × r; মানে v = ωr sinθ, বৃত্তীয় গতিতে θ = 90° হওয়ায় v = ωr।
v এর দিক ω ও r উভয়ের লম্ব, অর্থাৎ বৃত্তের স্পর্শক বরাবর।
ডট গুণফল স্কেলার রাশি দেয়, তাই ω · r দিয়ে ভেক্টর v প্রকাশ করা যায় না।
একইভাবে রৈখিক ত্বরণের স্পর্শকীয় অংশ a = α × r এবং টর্ক τ = r × F। -
৭২৮
কৌণিক কম্পাঙ্ক-এর মাত্রা কোনটি?
- ক [M0LT]
- খ [M0L0T−1]
- গ [M0L−1T]
- ঘ [M0LT−1]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) [M0L0T−1]
কৌণিক কম্পাঙ্ক ω = 2πf = θt, এর একক rad s−1।
রেডিয়ান মাত্রাহীন, তাই [ω] = [T−1] = [M0L0T−1]।
কৌণিক বেগ ও কম্পাঙ্কের মাত্রাও [T−1]; কৌণিক ত্বরণের মাত্রা [T−2]। -
৭২৯
ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম এসব মৌলিক পদার্থের তেজস্ক্রিয় ভাঙন ঘটে কোন বলের কারণে?
- ক মহাকর্ষ বল
- খ তড়িৎ চৌম্বক বল
- গ দুর্বল নিউক্লীয় বল
- ঘ সবল নিউক্লীয় বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দুর্বল নিউক্লীয় বল
ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম প্রভৃতি তেজস্ক্রিয় মৌলের ভাঙন (বিশেষত বিটা ক্ষয়) দুর্বল নিউক্লীয় বলের কারণে ঘটে।
দুর্বল নিউক্লীয় বলের পাল্লা খুব কম (প্রায় 10−17 m), এর বাহক কণা W+, W− ও Z0 বোসন।
সবল নিউক্লীয় বল নিউক্লিয়নদের নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ রাখে (বাহক মেসন/গ্লুয়ন); তড়িৎচুম্বকীয় বলের বাহক ফোটন; মহাকর্ষ বলের বাহক গ্রাভিটন (অনুমিত)। -
৭৩০
নিচের কোনটি নিউটনীয় বা চিরায়ত বলবিদ্যার অপরিবর্তনীয় নয়?
- ক বেগ
- খ কাল
- গ ভর
- ঘ স্থান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বেগ
নিউটনীয় বা চিরায়ত বলবিদ্যায় স্থান, কাল ও ভর পরম বা অপরিবর্তনীয়, অর্থাৎ সকল প্রসঙ্গ কাঠামোয় একই।
বেগ আপেক্ষিক রাশি; ভিন্ন ভিন্ন প্রসঙ্গ কাঠামো থেকে একই বস্তুর বেগ ভিন্ন পাওয়া যায়।
আপেক্ষিক তত্ত্বে (আইনস্টাইন) স্থান, কাল ও ভরও আপেক্ষিক, কেবল শূন্যস্থানে আলোর বেগ অপরিবর্তনীয়। -
৭৩১
40 N এর একটি বল 8 kg ভরের একটি স্থির বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে। 4s পর যদি বলের ক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায় তবে প্রথম থেকে 9s এ বস্তুটি কত দূরত্ব অতিক্রম করবে?
- ক 120 m
- খ 110 m
- গ 130 m
- ঘ 140 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 140 m
এখানে, F = 40 N, m = 8 kg, u = 0, বল ক্রিয়ার সময় t1 = 4 s, পরবর্তী সময় t2 = 9 − 4 = 5 s
আমরা জানি, a = Fm, s1 = (12)at12, v = at1, s2 = vt2
∴ a = 408 = 5 ms−2, s1 = 12 × 5 × 42 = 40 m, v = 5 × 4 = 20 ms−1
∴ s2 = 20 × 5 = 100 m, মোট দূরত্ব s = 40 + 100 = 140 m
বল বন্ধ হওয়ার পর বস্তুটি নিউটনের প্রথম সূত্র অনুযায়ী সমবেগে চলে। -
৭৩২
m ও 2m ভরের দুটি আয়তাকার বাক্স একটি ঘর্ষণহীন অনুভূমিক পৃষ্ঠে একটি দড়ি দ্বারা সংযুক্ত। F মাত্রার একটি সম্মুখ বল দ্বারা ভারী বাক্সটিকে ডান দিকে টানা হচ্ছে। ফলে, হালকা বাক্সটি দড়ি দ্বারা টান অনুভব করে। দড়িটিতে টান কত?
- ক F
- খ F6
- গ F3
- ঘ F2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) F3
এখানে, বাক্সদ্বয়ের ভর m ও 2m, প্রযুক্ত বল F (ভারী বাক্সে), পৃষ্ঠ ঘর্ষণহীন
আমরা জানি, সমগ্র ব্যবস্থার ত্বরণ a = Fm + 2m, হালকা বাক্সে টান T = ma
∴ a = F3m, T = m × F3m = F3
হালকা বাক্সটিকে কেবল দড়ির টানই ত্বরিত করে, তাই টান = হালকা বাক্সের ভর × ত্বরণ। -
৭৩৩
গরম বাতাসে পরিপূর্ণ M ভরের একটি বেলুন (ঝুড়িসহ) পৃথিবীর দিকে ধ্রুব ত্বরণ a-তে নেমে আসছে। ঝুড়ি থেকে কী পরিমাণ m ভর ফেলে দিলে বেলুনটি ওপরের দিকে একই ধ্রুব ত্বরণ a-তে উঠে যাবে। সকল ক্ষেত্রে বেলুনটির আয়তন একই ছিল বলে ধরে নেওয়া হলো। (অভিকর্ষজ ত্বরণ = g)
- ক m = (2ag + a)M
- খ m = (g + a2M)M
- গ m = (2ag)M
- ঘ m = M2a(g + a)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) m = (2ag + a)M
এখানে, বেলুনের ভর M, ঊর্ধ্বমুখী প্লবতা বল U (আয়তন একই বলে ধ্রুব), ত্বরণ a, ফেলে দেওয়া ভর m
আমরা জানি, নামার সময় Mg − U = Ma এবং ওঠার সময় U − (M − m)g = (M − m)a
∴ U = M(g − a), তাই M(g − a) = (M − m)(g + a)
∴ m(g + a) = M(g + a) − M(g − a) = 2Ma, অর্থাৎ m = (2ag + a)M -
৭৩৪
একটি বিন্দু বস্তুর জড়তার ভ্রামক 5 kgm2 ও কৌণিক বেগ 65 rad s−1 হলে এর কৌণিক গতিশক্তি কত?
- ক 11.5 kJ
- খ 12.6 kJ
- গ 10.6 kJ
- ঘ 9.6 kJ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 10.6 kJ
এখানে, I = 5 kgm2, ω = 65 rad s−1
আমরা জানি, ঘূর্ণন গতিশক্তি E = (12)Iω2
∴ E = 12 × 5 × 652 = 10562.5 J ≈ 10.6 kJ -
৭৩৫
জড়তার ভ্রামক কোনটির ওপর নির্ভর করে?
- ক কৌণিক ত্বরণ
- খ চক্রগতির ব্যাসার্ধ
- গ বস্তুর ভরের বণ্টন
- ঘ ঘূর্ণন গতিশক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বস্তুর ভরের বণ্টন
জড়তার ভ্রামক I = Σmr2 বস্তুর ভর এবং ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে সেই ভরের বণ্টনের ওপর নির্ভর করে।
একই বস্তুর জন্যও অক্ষ বদলালে ভরের বণ্টন বদলায়, তাই I বদলায়।
কৌণিক ত্বরণ ও ঘূর্ণন গতিশক্তির ওপর I নির্ভর করে না; চক্রগতির ব্যাসার্ধ K = IM নিজেই ভর বণ্টন থেকে নির্ধারিত হয়। -
৭৩৬
নিম্নের চিত্রে 1 kg ভর এবং 1 m দৈর্ঘ্যের একটি সুষম দণ্ড AB এর লম্বগামী অক্ষ XY সাপেক্ষে ঘুরছে।

চিত্র ১ ও চিত্র ২-এ উল্লেখিত দণ্ডের জড়তার ভ্রামকের অনুপাত হলো—- ক 1:1
- খ 1:2
- গ 1:4
- ঘ 4:1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 4:1
এখানে, M = 1 kg, L = 1 m; চিত্র 1-এ অক্ষ XY প্রান্ত A দিয়ে, চিত্র 2-এ দণ্ডের মধ্যবিন্দু দিয়ে (উভয়ই দণ্ডের লম্ব)
আমরা জানি, প্রান্তগামী লম্ব অক্ষে I1 = (13)ML2, মধ্যবিন্দুগামী লম্ব অক্ষে I2 = (112)ML2
∴ I1 = 13 × 1 × 12 = 13 kgm2, I2 = 112 × 1 × 12 = 112 kgm2
∴ I1 : I2 = 13 : 112 = 4 : 1
সমান্তরাল অক্ষ উপপাদ্যেও I1 = I2 + M(L2)2 = 112 + 14 = 13 kgm2 পাওয়া যায়। -
৭৩৭
নিম্নের চিত্রে 1 kg ভর এবং 1 m দৈর্ঘ্যের একটি সুষম দণ্ড AB এর লম্বগামী অক্ষ XY সাপেক্ষে ঘুরছে।

চিত্র ১ অনুযায়ী দণ্ডটির চক্রগতির ব্যাসার্ধের মান—- ক 12 m
- খ 13 m
- গ 23 m
- ঘ 132 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 13 m
এখানে, M = 1 kg, L = 1 m; চিত্র 1-এ অক্ষ XY প্রান্ত A দিয়ে দণ্ডের লম্ব
আমরা জানি, I = (13)ML2 এবং I = MK2, তাই K = IM = L3
∴ K = 13 m ≈ 0.577 m
মধ্যবিন্দুগামী লম্ব অক্ষে (চিত্র 2) K = L12 = L23। -
৭৩৮

AB অক্ষের সাপেক্ষে চক্রগতির ব্যাসার্ধ কোনটি?- ক r2
- খ r2
- গ r
- ঘ 2 r
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) r2
এখানে, চাকতির ভর M = 2 kg, ব্যাসার্ধ r, AB অক্ষ চাকতির কেন্দ্র দিয়ে গেছে
আমরা জানি, কেন্দ্রগামী অক্ষে (চাকতির তলের লম্ব ধরে) I = (12)Mr2 এবং K = IM
∴ K = ((12)Mr2)/M = r2
চাকতির তলে অবস্থিত ব্যাস বরাবর অক্ষ ধরলে I = (14)Mr2 ও K = r2 হয়; বইয়ের উত্তর কেন্দ্রগামী লম্ব অক্ষ ধরে r2। -
৭৩৯

CD অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার ভ্রামক কত?- ক r22
- খ r2
- গ 2r2
- ঘ 3r2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 3r2
এখানে, M = 2 kg, ব্যাসার্ধ r, CD অক্ষ AB-এর সমান্তরাল এবং AB থেকে দূরত্ব h = r
আমরা জানি, সমান্তরাল অক্ষ উপপাদ্য I = IG + Mh2, যেখানে IG = (12)Mr2
∴ IG = 12 × 2 × r2 = r2, ICD = r2 + 2 × r2 = 3r2
চাকতির তলের ব্যাস বরাবর অক্ষ ধরলে IG = (14)Mr2 হতো এবং ICD = (54)Mr2 = 2.5r2; বইয়ের উত্তর 3r2। -
৭৪০
একটি বস্তু 60 cms−1 বেগে গতিশীল অবস্থায় একটি স্থির বস্তুর সাথে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে লিপ্ত হলো। সংঘর্ষের পর প্রথম বস্তুর বেগ 40 ms−1 হলে, ২য় বস্তুর বেগ কত? [ভর সমান]
- ক 100 cm s−1
- খ 20 cm s−1
- গ 40 cm s−1
- ঘ 45 cm s−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 100 cm s−1
এখানে, u1 = 60 cms−1, u2 = 0, v1 = 40 cms−1 (একই দিকে), সংঘর্ষ স্থিতিস্থাপক
আমরা জানি, স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে u1 − u2 = v2 − v1 (আপেক্ষিক বেগ অপরিবর্তিত থাকে)
∴ v2 = u1 − u2 + v1 = 60 − 0 + 40 = 100 cms−1
প্রশ্নে [ভর সমান] লেখা আছে; তবে সমান ভরের স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে প্রথম বস্তু থেমে যায় (v1 = 0), তাই প্রদত্ত v1 = 40 cms−1-এর সাথে শর্তটি মেলে না। বইয়ের উত্তর আপেক্ষিক বেগের সূত্র থেকে পাওয়া 100 cms−1।
নিউটনীয় বলবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।