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।

1. ৭৪১

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   একটি কাঠের তক্তার ওপর অবস্থিত একটি ইটের নিশ্চল কোণ 40°, ইট ও তক্তার মধ্যকার স্থিতি ঘর্ষণ গুণাঙ্ক কত?

   • ক 0.87
   • খ 0.85
   • গ 0.84
   • ঘ 0.92
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) 0.84

   এখানে, নিশ্চল কোণ λ = 40°
   আমরা জানি, স্থিতি ঘর্ষণ গুণাঙ্ক μ_s = tanλ
   ∴ μ_s = tan40° = 0.839 ≈ 0.84
   নিশ্চল কোণ হলো নততলের যে সর্বোচ্চ কোণে বস্তু পিছলে না পড়ে স্থির থাকে।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

2. ৭৪২

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   নিজ ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে দুটি বস্তুর জড়তার ভ্রামক যথাক্রমে I ও 2I। যদি তাদের ঘূর্ণন গতিশক্তি সমান হয়, তাদের কৌণিক ভরবেগের অনুপাত কত?

   • ক 1:2
   • খ 2:1
   • গ 1:2
   • ঘ 2:1
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) 1:2

   এখানে, I₁ = I, I₂ = 2I, ঘূর্ণন গতিশক্তি E₁ = E₂ = E
   আমরা জানি, E = L²2I, তাই L = 2IE
   ∴ L₁ : L₂ = 2IE : 2 × 2I × E = 1 : 2
   সমান গতিশক্তিতে কৌণিক ভরবেগ জড়তার ভ্রামকের বর্গমূলের সমানুপাতিক।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

3. ৭৪৩

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   রকেটের জ্বালানি হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?

   • ক তরল নাইট্রোজেন
   • খ তরল হাইড্রোজেন
   • গ কার্বন ডাই অক্সাইড
   • ঘ তরল হিলিয়াম
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ) তরল হাইড্রোজেন

   রকেটের জ্বালানি হিসেবে তরল হাইড্রোজেন ব্যবহৃত হয়, জারক হিসেবে সাথে থাকে তরল অক্সিজেন।
   জ্বালানি পুড়ে উৎপন্ন উত্তপ্ত গ্যাস প্রবল বেগে পেছনে নির্গত হয়, ফলে ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র অনুযায়ী রকেট সামনে এগিয়ে যায়।
   তরল নাইট্রোজেন ও তরল হিলিয়াম শীতলীকরণে ব্যবহৃত হয়; কার্বন ডাই অক্সাইড অগ্নিনির্বাপণে ব্যবহৃত হয়।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

4. ৭৪৪

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   কোন কণার পারস্পরিক বিনিময়ের জন্য তাড়িত চৌম্বক বল কার্যকর হয়?

   • ক মেসন
   • খ গ্রাভিটন
   • গ ফোটন
   • ঘ প্রোটন
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) ফোটন

   তড়িৎচুম্বকীয় বল ফোটন কণার পারস্পরিক বিনিময়ের মাধ্যমে কার্যকর হয়।
   সবল নিউক্লীয় বলের বাহক মেসন (পায়ন) বা গ্লুয়ন, মহাকর্ষ বলের বাহক গ্রাভিটন (অনুমিত), দুর্বল নিউক্লীয় বলের বাহক W ও Z বোসন।
   প্রোটন নিউক্লিয়াসের গাঠনিক কণা, বলের বাহক নয়।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

5. ৭৪৫

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   সূর্যোদয়ের দিকে 12 মিটার যাওয়ার পর এক ব্যক্তি উত্তর দিকে 5 m চলে গেলো। তার স্থানচ্যুতি কত হবে?

   • ক 17 m
   • খ 17.67 m
   • গ 16.67 m
   • ঘ 13 m
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ঘ) 13 m

   এখানে, সূর্যোদয়ের দিকে অর্থাৎ পূর্ব দিকে সরণ a = 12 m, উত্তর দিকে সরণ b = 5 m (পরস্পর লম্ব)
   আমরা জানি, লব্ধি সরণ s = a² + b²
   ∴ s = 12² + 5² = 144 + 25 = 169 = 13 m
   অতিক্রান্ত দূরত্ব 12 + 5 = 17 m, কিন্তু সরণ হলো আদি ও শেষ অবস্থানের সরলরৈখিক দূরত্ব।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

6. ৭৪৬

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   10 kg ভরের একটি বস্তু (object) ভূমিতে 12 ms⁻²-এ চলে, তবে এর ভরবেগ (momentum) হবে—

   • ক 1.20 kg ms⁻¹
   • খ 1.2 kg ms⁻¹
   • গ 12 kg ms⁻¹
   • ঘ 10 kg ms⁻¹
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) 1.20 kg ms⁻¹

   এখানে, m = 10 kg, v = 12 ms⁻¹ (প্রশ্নে ছাপা ms⁻² কে বেগ ধরে)
   আমরা জানি, ভরবেগ p = mv
   ∴ p = 10 × 12 = 120 kg ms⁻¹
   কোনো অপশনে 120 kg ms⁻¹ হুবহু নেই; অপশন ক-এর 1.20 সম্ভবত 120-এর ছাপাজনিত রূপ।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

7. ৭৪৭

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   একটি গাড়ি নিরাপদে বাঁক নেওয়ার শর্ত কোনটি?

   • ক v ≤ rg tanθ
   • খ v ≤ (rg tanθ)
   • গ v > rg tanθ
   • ঘ v (rg tanθ)
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) v ≤ rg tanθ

   ব্যাংকিং কোণ θ হলে ঘর্ষণ ছাড়াই নিরাপদে বাঁক নেওয়ার বেগ v = rg tanθ, কারণ tanθ = v²rg।
   এর চেয়ে বেশি বেগে প্রয়োজনীয় কেন্দ্রমুখী বল পাওয়া যায় না, তাই নিরাপদ শর্ত v ≤ rg tanθ।
   v > rg tanθ হলে গাড়ি বাঁকের বাইরের দিকে ছিটকে যাওয়ার প্রবণতা পায়।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

8. ৭৪৮

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   2 kg ভরের একটি চাকার ব্যাস 50 cm। এতে 2 rad s⁻¹ ত্বরণ সৃষ্টি করতে হলে কত টর্ক প্রয়োগ করতে হবে?

   • ক 0.25 Nm
   • খ 2 Nm
   • গ 0.125 Nm
   • ঘ 1 Nm
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) 0.25 Nm

   এখানে, M = 2 kg, ব্যাস 50 cm, তাই r = 0.25 m, কৌণিক ত্বরণ α = 2 rad s⁻², চাকার ভর পরিধিতে কেন্দ্রীভূত (বলয়)
   আমরা জানি, I = Mr² এবং τ = Iα
   ∴ I = 2 × 0.25² = 0.125 kgm², τ = 0.125 × 2 = 0.25 Nm
   চাকাকে নিরেট চাকতি ধরলে I = (12)Mr² = 0.0625 kgm² এবং τ = 0.125 Nm হয়।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

9. ৭৪৯

   নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

   একটি বস্তুকণাকে সুতায় বেঁধে বৃত্তাকার পথে ঘুরালে কাজের পরিমাণ হবে—

   • ক ঋণাত্মক
   • খ শূন্য
   • গ ধনাত্মক
   • ঘ অসীম
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ) শূন্য

   সুতায় বেঁধে বৃত্তাকার পথে ঘুরালে সুতার টান (কেন্দ্রমুখী বল) সর্বদা বেগের লম্ব দিকে ক্রিয়া করে।
   W = Fs cosθ সূত্রে θ = 90°, তাই cos90° = 0 এবং কাজ W = 0।
   এজন্য সুষম বৃত্তাকার গতিতে বস্তুর দ্রুতি ও গতিশক্তি অপরিবর্তিত থাকে, কেবল বেগের দিক বদলায়।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

10. ৭৫০

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    বস্তুর গতি জড়তা কোনটির সমানুপাতিক?

    • ক ভর
    • খ বেগ
    • গ ভরবেগ
    • ঘ বল
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) ভরবেগ

    বস্তুর গতি জড়তা তার ভরবেগের সমানুপাতিক।
    গতিশীল বস্তু যে ধর্মের কারণে তার গতির অবস্থা বজায় রাখতে চায় তা গতি জড়তা; এটি বস্তুর ভর ও বেগ উভয়ের ওপর, অর্থাৎ ভরবেগ p = mv এর ওপর নির্ভর করে।
    ভরবেগ বেশি হলে বস্তুকে থামাতে বেশি বলের ঘাত (F × t = Δp) প্রয়োজন হয়।
    স্থিতি জড়তার পরিমাপ শুধু বস্তুর ভর।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

11. ৭৫১

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    m ভরের কোনো বস্তুর গতিশক্তি E_k হলে এর ভরবেগ হবে—

    • ক (12)mE_k
    • খ 2mE_k
    • গ 2m E_k
    • ঘ m2E_k
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) 2mE_k

    এখানে, ভর m, গতিশক্তি E_k
    আমরা জানি, E_k = (12)mv² এবং p = mv, তাই E_k = p²2m
    ∴ p² = 2mE_k, অর্থাৎ p = 2mE_k

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

12. ৭৫২

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    ঘূর্ণায়মান কোনো বস্তুর কৌণিক বেগ 10% বৃদ্ধি করলে ঘূর্ণন গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়—

    • ক 10%
    • খ 20%
    • গ 21%
    • ঘ 40%
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) 21%

    এখানে, আদি কৌণিক বেগ ω, নতুন কৌণিক বেগ ω' = 1.1ω
    আমরা জানি, ঘূর্ণন গতিশক্তি E = (12)Iω², তাই E ∝ ω²
    ∴ E'/E = (1.1)² = 1.21, বৃদ্ধি = (1.21 − 1) × 100% = 21%

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

13. ৭৫৩

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    ব্যাসার্ধ ভেক্টর এবং প্রযুক্ত বলের ভেক্টর গুণনকে বলে—

    • ক জড়তার ভ্রামক
    • খ বলের ভ্রামক
    • গ কৌণিক ভরবেগ
    • ঘ চক্রগতির ব্যাসার্ধ
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) বলের ভ্রামক

    ব্যাসার্ধ ভেক্টর ও প্রযুক্ত বলের ভেক্টর গুণফল τ = r × F হলো টর্ক বা বলের ভ্রামক।
    এর মান τ = rF sinθ এবং একক Nm; দিক ডানহাতি স্ক্রু নিয়মে r ও F উভয়ের লম্ব।
    ব্যাসার্ধ ভেক্টর ও রৈখিক ভরবেগের ভেক্টর গুণফল L = r × p হলো কৌণিক ভরবেগ।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

14. ৭৫৪

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    r ব্যাসার্ধবিশিষ্ট একটি রাস্তার বাঁকের ব্যাংকিং কোণ θ হলে, v বেগে গতিশীল গাড়ির নিরাপদে বাঁক নেওয়ার শর্ত হলো—

    • ক v ≤ rg tanθ
    • খ v ≮ rg tanθ
    • গ v² ≤ rg tanθ
    • ঘ v > rg tanθ
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) v ≤ rg tanθ

    নিরাপদে বাঁক নেওয়ার শর্ত v ≤ rg tanθ।
    ব্যাংকিং কোণ θ ও বাঁকের ব্যাসার্ধ r হলে tanθ = v²rg, তাই পার্শ্বচাপ ছাড়া বাঁক নেওয়ার সর্বোচ্চ বেগ v = rg tanθ।
    v > rg tanθ হলে গাড়ি বাইরের দিকে ছিটকে যাওয়ার প্রবণতা পায়; v ≮ rg tanθ অর্থ v ≥ rg tanθ, যা নিরাপদ শর্ত নয়।
    v² ≤ rg tanθ মাত্রাগতভাবে অসংগত।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

15. ৭৫৫

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    100 kg ভরের একজন লোক লিফটে 2 ms⁻² ত্বরণে উপরে উঠলে লোকটির উপর ঊর্ধ্বমুখী প্রতিক্রিয়া বল কত? [g = 9.8 ms⁻²]

    • ক 780 N
    • খ 980 N
    • গ 1180 N
    • ঘ 1380 N
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) 1180 N

    এখানে, m = 100 kg, ঊর্ধ্বমুখী ত্বরণ a = 2 ms⁻², g = 9.8 ms⁻²
    আমরা জানি, R − mg = ma, তাই R = m(g + a)
    ∴ R = 100 × (9.8 + 2) = 1180 N
    লিফট a ত্বরণে নামলে R = m(g − a), আর মুক্তভাবে পড়লে R = 0।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

16. ৭৫৬

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    জগতে মৌলিক বলের সংখ্যা কয়টি?

    • ক 2টি
    • খ 4টি
    • গ 5টি
    • ঘ 6টি
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) 4টি

    প্রকৃতিতে মৌলিক বল 4টি: মহাকর্ষ বল, তড়িৎচুম্বকীয় বল, সবল নিউক্লীয় বল ও দুর্বল নিউক্লীয় বল।
    আপেক্ষিক সবলতা: সবল নিউক্লীয় > তড়িৎচুম্বকীয় > দুর্বল নিউক্লীয় > মহাকর্ষ।
    মহাকর্ষ ও তড়িৎচুম্বকীয় বলের পাল্লা অসীম; নিউক্লীয় বল দুটি স্বল্প পাল্লার।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

17. ৭৫৭

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    জড়তার ভ্রামকসংক্রান্ত সমান্তরাল অক্ষের উপপাদ্যের সমীকরণ—

    • ক I_G = I + Mh²
    • খ I = I_G + Mh²
    • গ I = I_G + M²h
    • ঘ I_G = I + M²h
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) I = I_G + Mh²

    সমান্তরাল অক্ষ উপপাদ্য: I = I_G + Mh²।
    এখানে I_G ভরকেন্দ্রগামী অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার ভ্রামক, h ঐ অক্ষ ও তার সমান্তরাল নতুন অক্ষের দূরত্ব, M বস্তুর ভর।
    উদাহরণ: দণ্ডের প্রান্তগামী লম্ব অক্ষে I = (112)ML² + M(L2)² = (13)ML²।
    লম্ব অক্ষ উপপাদ্য (সমতলীয় বস্তুর জন্য): I_z = I_x + I_y।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

18. ৭৫৮

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    একটি গাড়ি 36 kmh⁻¹ বেগে বাঁক নিতে গিয়ে দুর্ঘটনায় পতিত হয়।
    
    রাস্তার ব্যাংকিং কোণ কত?

    • ক 1.43°
    • খ 1.82°
    • গ 2.81°
    • ঘ 2.95°
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) 1.43°

    এখানে, আনত রাস্তার দৈর্ঘ্য AC = 8 m, বাইরের প্রান্তের উচ্চতা BC = 0.2 m
    আমরা জানি, sinθ = BCAC
    ∴ sinθ = 0.28 = 0.025, θ = sin⁻¹(0.025) = 1.43°
    কোণ ছোট বলে tanθ ≈ sinθ ধরলেও একই মান পাওয়া যায়।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

19. ৭৫৯

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    একটি গাড়ি 36 kmh⁻¹ বেগে বাঁক নিতে গিয়ে দুর্ঘটনায় পতিত হয়।
    
    রাস্তাটির ব্যাংকিং কোণ কত হলে গাড়িটি নিরাপদে বাঁকটি অতিক্রম করতে পারতো?

    • ক 1.43°
    • খ 2.81°
    • গ 4.51°
    • ঘ 5.82°
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ঘ) 5.82°

    এখানে, v = 36 kmh⁻¹ = 10 ms⁻¹, বাঁকের ব্যাসার্ধ r = 100 m (মূল উদ্দীপকের মান), g = 9.8 ms⁻²
    আমরা জানি, নিরাপদ ব্যাংকিং কোণের জন্য tanθ = v²rg
    ∴ tanθ = (10)²100 × 9.8 = 100980 = 0.102, θ = tan⁻¹(0.102) = 5.82°
    রাস্তার প্রকৃত ব্যাংকিং কোণ 1.43° যা প্রয়োজনীয় 5.82° এর চেয়ে কম, তাই কেন্দ্রমুখী বল যথেষ্ট না হওয়ায় দুর্ঘটনা ঘটে।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

20. ৭৬০

    নিউটনীয় বলবিদ্যা ইসহাক স্যার

    
    নিরেট চাকতির RS অক্ষের সাপেক্ষে চক্রগতির ব্যাসার্ধের ভ্রামক—

    • ক r
    • খ r2
    • গ r2
    • ঘ (32)r
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: খ) r2

    বইয়ের প্রচলিত হিসাবে কেন্দ্রগামী অক্ষ RS-এর সাপেক্ষে নিরেট চাকতির জড়তার ভ্রামক I = (12)Mr² ধরা হয় (পরের প্রশ্নের (32)Mr² উত্তরও এই হিসাব থেকেই আসে)।
    এখানে, চাকতির ভর M, ব্যাসার্ধ r, I = (12)Mr²
    আমরা জানি, I = MK², তাই K = IM
    ∴ K = ((12)Mr²)/M = r2
    অক্ষটিকে চাকতির তলে অবস্থিত ব্যাস ধরলে I = (14)Mr² এবং K = r2 হয়।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

অন্যান্য অধ্যায়

সব অধ্যায় দেখো →