পর্যাবৃত্ত গতি — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৮ম অধ্যায়। এখানে ৫৮৬টি 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।
-
৪৬১
একটি দোলক ঘড়ি সরল দোলগতি সম্পন্ন করছে যার কম্পাঙ্ক ω। এর গতিশক্তির পরিবর্তনের কম্পাঙ্ক—
- ক ω2
- খ 3ω
- গ 2ω
- ঘ ω4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2ω
এখানে, সরণ x = A sinωt হলে বেগ v = ωA cosωt
আমরা জানি, গতিশক্তি Ek = (12)mv2 = (12)mω2A2 cos2ωt = (14)mω2A2(1 + cos2ωt)
∴ গতিশক্তির পরিবর্তনের কম্পাঙ্ক = 2ω
প্রতি এক দোলনে গতিশক্তি দুবার সর্বোচ্চ ও দুবার শূন্য হয়; বিভবশক্তিও একইভাবে 2ω কম্পাঙ্কে পরিবর্তিত হয়। -
৪৬২
কোনো বস্তু কণার সরণ x = (6 cosωt + 8 sinωt) m দ্বারা প্রকাশ করলে এর বিস্তার—
- ক 14 m
- খ 10 m
- গ 4 m
- ঘ 5 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 10 m
এখানে, x = 6 cosωt + 8 sinωt, অর্থাৎ a = 6 m, b = 8 m
আমরা জানি, a cosωt + b sinωt = A sin(ωt + δ), যেখানে A = a2 + b2, tanδ = ab
∴ A = 62 + 82 = 36 + 64 = 100 = 10 m
আদি দশা δ = tan−1(68) ≈ 36.87°। -
৪৬৩
সরল দোল গতিসম্পন্ন কোনো বস্তুর সর্বোচ্চ গতিশক্তির সমীকরণ—
- ক Emax = (12)mω2K2
- খ Emax = (12)mω2a2
- গ Emax = (12)mωa2
- ঘ Emax = (12)mωK2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) Emax = (12)mω2a2
সরল দোল গতিতে সাম্যাবস্থানে বেগ সর্বোচ্চ vmax = ωa।
আমরা জানি, Emax = (12)mvmax2
∴ Emax = (12)m(ωa)2 = (12)mω2a2 = (12)ka2, যেখানে k = mω2
এটিই মোট যান্ত্রিক শক্তি; x সরণে গতিশক্তি (12)mω2(a2 − x2) এবং বিভবশক্তি (12)mω2x2। -
৪৬৪
যদি 60 kg ওজনের একজন লোক 4 m দৈর্ঘ্যের একটি দোলনায় বসে 3 m বিস্তারে দুলতে থাকে তা হলে লোকটির সর্বোচ্চ গতিশক্তি কত হবে?
- ক 660 J
- খ 680 J
- গ 700 J
- ঘ 720 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 660 J
এখানে, m = 60 kg, L = 4 m, বিস্তার A = 3 m, g = 9.8 ms−2
আমরা জানি, দোলনার জন্য ω2 = gL এবং Emax = (12)mω2A2
∴ Emax = 12 × 60 × 9.84 × 32 = 661.5 J ≈ 660 J -
৪৬৫
একটি সরল দোলগতিসম্পন্ন বস্তুকণার ভর m এবং কম্পাঙ্ক ω হলে বল ধ্রুবকটি হবে—
- ক mω
- খ mω
- গ mω2
- ঘ ωm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) mω2
এখানে, ভর m, কৌণিক কম্পাঙ্ক ω
আমরা জানি, ω = km
∴ k = mω2
এ থেকে দোলনকাল T = 2πmk এবং মোট শক্তি E = (12)kA2 = (12)mω2A2। -
৪৬৬
একটি সরল দোলকের দোলনকাল 50% বৃদ্ধি করতে এর কার্যকর দৈর্ঘ্য কতগুণ বাড়াতে হবে?
- ক 1.25 গুণ
- খ 1.52 গুণ
- গ 1.35 গুণ
- ঘ 1.75 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1.25 গুণ
এখানে, আদি দোলনকাল T1 = T, নতুন দোলনকাল T2 = T + 50% T = 1.5T
আমরা জানি, T = 2πLg অর্থাৎ T ∝ L, তাই L2L1 = (T2T1)2
∴ L2L1 = (1.5)2 = 2.25, অর্থাৎ L2 = 2.25L1
∴ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি = L2 − L1 = 2.25L1 − L1 = 1.25L1, অর্থাৎ আদি দৈর্ঘ্যের 1.25 গুণ (125%) বাড়াতে হবে। -
৪৬৭
নিচের কোনটি দোলন গতির উদাহরণ?
- ক ঘড়ির কাঁটার গতি
- খ সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর গতি
- গ বৈদ্যুতিক পাখার গতি
- ঘ সুরশলাকার গতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সুরশলাকার গতি
সুরশলাকার বাহুর গতি দোলন গতি — বাহু দুটি সাম্যাবস্থানের দুই পাশে একই পথে বারবার যাওয়া-আসা করে।
দোলন (স্পন্দন) গতি: নির্দিষ্ট সময় পরপর একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর (সাম্যাবস্থান) দুই পাশে একই পথে সামনে-পেছনে চলা; যেমন সরল দোলক, স্প্রিং-এ ঝোলানো বস্তু, দোলনা, হৃৎপিণ্ডের স্পন্দন।
ঘড়ির কাঁটা, বৈদ্যুতিক পাখা ও সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর গতি পর্যাবৃত্ত (ঘূর্ণন/বৃত্তীয়) গতি, কিন্তু দোলন গতি নয়, কারণ এরা একই পথে ফিরে আসে না, একই দিকে ঘোরে।
সকল দোলন গতিই পর্যাবৃত্ত, কিন্তু সকল পর্যাবৃত্ত গতি দোলন গতি নয়। -
৪৬৮
একটি সরল দোলকের সুতার দৈর্ঘ্য 4 গুণ বাড়ালে দোলনকাল—
- ক 4 গুণ বাড়বে
- খ 4 গুণ কমবে
- গ দুইগুণ কমবে
- ঘ দ্বিগুণ বাড়বে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) দ্বিগুণ বাড়বে
এখানে, আদি দৈর্ঘ্য L1 = L, নতুন দৈর্ঘ্য L2 = 4L
আমরা জানি, T = 2πLg, অর্থাৎ T ∝ L, তাই T2T1 = L2L1
∴ T2T1 = 4LL = 4 = 2, অর্থাৎ T2 = 2T1 — দোলনকাল দ্বিগুণ হবে।
দৈর্ঘ্য 9 গুণ করলে দোলনকাল 3 গুণ, দৈর্ঘ্য এক-চতুর্থাংশ করলে দোলনকাল অর্ধেক হয়। -
৪৬৯
কোনো সরল ছন্দিত স্পন্দনরত বস্তুকণার বিস্তার A ও সরণ x হলে ত্বরণ সর্বনিম্ন হবে—
- ক x = A অবস্থানে
- খ x = A2 অবস্থানে
- গ x = A4 অবস্থানে
- ঘ x = 0 অবস্থানে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) x = 0 অবস্থানে
সরল ছন্দিত স্পন্দনে a = −ω2x, অর্থাৎ ত্বরণের মান সরণের সমানুপাতিক।
তাই সাম্যাবস্থানে (x = 0) ত্বরণ সর্বনিম্ন (শূন্য) এবং প্রান্তে (x = ±A) ত্বরণ সর্বোচ্চ, amax = ω2A।
x = A2 অবস্থানে ত্বরণ ω2A2 এবং x = A4 অবস্থানে ω2A4 — এগুলো শূন্য নয়।
বিপরীতে বেগ v = ωA2 − x2 সাম্যাবস্থানে সর্বোচ্চ (ωA) ও প্রান্তে শূন্য। -
৪৭০
সরল ছন্দিত গতিসম্পন্ন একটি বস্তুর বিস্তার 0.01 m এবং কম্পাঙ্ক 12 Hz। বস্তুটির সরণ 5 × 10−3 m হলে এর গতিবেগ কত?
- ক 0.755 ms−1
- খ 0.653 ms−1
- গ 6.52 ms−1
- ঘ 0.564 ms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.653 ms−1
এখানে, বিস্তার A = 0.01 m, কম্পাঙ্ক f = 12 Hz, সরণ x = 5 × 10−3 m
আমরা জানি, v = ωA2 − x2, যেখানে ω = 2πf
∴ ω = 2 × 3.1416 × 12 = 75.4 rad s−1
∴ v = 75.4 × (0.01)2 − (0.005)2 = 75.4 × 8.66 × 10−3 ≈ 0.653 ms−1 -
৪৭১
যদি কোনো পাহাড়ের শীর্ষে এবং খনির গভীরে সরল দোলকের দোলনকাল সমান হয় তা হলে পাহাড়ের উচ্চতা ও খনির গভীরতার অনুপাত হবে—
- ক 3:4
- খ 4:3
- গ 1:2
- ঘ 2:1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1:2
এখানে, পাহাড়ের উচ্চতা h, খনির গভীরতা d, পৃথিবীর ব্যাসার্ধ R, উভয় স্থানে দোলনকাল সমান
আমরা জানি, T = 2πLg, তাই দোলনকাল সমান হলে দুই স্থানে g সমান; উচ্চতায় gh = g(1 − 2hR) এবং গভীরতায় gd = g(1 − dR)
∴ g(1 − 2hR) = g(1 − dR) বা, 2h = d
∴ h : d = 1 : 2 -
৪৭২
সরল ছন্দিত গতিসম্পন্ন কোনো কণার সর্বোচ্চ বেগ 0.02 ms−1 এবং কণাটির বিস্তার 5 mm হলে কণাটির পর্যায়কাল কত?
- ক 1.26 s
- খ 1.36 s
- গ 1.52 s
- ঘ 1.57 s
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.57 s
এখানে, সর্বোচ্চ বেগ vmax = 0.02 ms−1, বিস্তার A = 5 mm = 5 × 10−3 m
আমরা জানি, vmax = ωA এবং T = 2πω = 2πAvmax
∴ ω = 0.025 × 10−3 = 4 rad s−1
∴ T = 2 × 3.14164 = 1.57 s -
৪৭৩
একটি সরল দোলকের দোলনকাল 2 sec-এর বেশি। ফলে তা দৈনিক 20 sec ধীরে চলে। এর দৈর্ঘ্য কত পরিবর্তন করলে ঠিক 2 sec দোলনকাল দুলবে?
- ক 2%
- খ 199%
- গ 0.046%
- ঘ 200%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.046%
এখানে, সঠিক দোলনকাল T = 2 s, দৈনিক ধীর চলে 20 s, 1 দিন = 86400 s
আমরা জানি, T ∝ L, এবং দিনে ঘড়ির দেখানো সময় = 86400 − 20 = 86380 s, তাই TT′ = 8638086400
∴ LL′ = (TT′)2 = (8638086400)2 = 0.999537
∴ দৈর্ঘ্য হ্রাস = (1 − 0.999537) × 100% ≈ 0.046%
ঘড়ি ধীরে চলে মানে দোলনকাল বেশি, অর্থাৎ দৈর্ঘ্য বেশি — তাই দৈর্ঘ্য প্রায় 0.046% কমাতে হবে। -
৪৭৪
একজন শিশু শিশুপার্কের একটি দোলনায় বসে দোল খাচ্ছে। হঠাৎ তার মাকে দেখে সে দাঁড়িয়ে গেল।
দোলনাটির গতি প্রকৃতি কেমন হবে?- ক ধীরে চলবে
- খ দ্রুত চলবে
- গ থেমে যাবে
- ঘ প্রথমে দ্রুত এবং পরে ধীরে চলবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দ্রুত চলবে
শিশু বসা অবস্থা থেকে দাঁড়ালে সংস্থার (দোলনা + শিশু) ভারকেন্দ্র উপরে ওঠে, ফলে কার্যকর দৈর্ঘ্য L কমে যায়।
T = 2πLg অনুসারে কার্যকর দৈর্ঘ্য কমলে দোলনকাল কমে, অর্থাৎ দোলনা দ্রুত চলবে।
বিপরীতভাবে শিশু দাঁড়ানো থেকে বসলে বা শুয়ে পড়লে ভারকেন্দ্র নিচে নামে, কার্যকর দৈর্ঘ্য ও দোলনকাল বাড়ে, দোলনা ধীরে চলে।
দোলনকাল ভরের উপর নির্ভর করে না, তাই শিশুর ভর এখানে কোনো ভূমিকা রাখে না। -
৪৭৫
সরল ছন্দিত স্পন্দনসম্পন্ন একটি কণার সরণের রাশিমালা হলো—
i. x = A sin 2πnt
ii. y = ax − bx2
iii. x = A sinωt
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও iii
i. সঠিক — x = A sin 2πnt, এখানে ω = 2πn; সরণ সময়ের সাইন অপেক্ষক, তাই সরল ছন্দিত স্পন্দনের সমীকরণ।
ii. ভুল — y = ax − bx2 একটি পরাবৃত্ত (প্রাসের গতিপথের সমীকরণ); এতে সময় নেই এবং এটি পর্যাবৃত্ত নয়।
iii. সঠিক — x = A sinωt, আদি দশা শূন্য ধরে সরল ছন্দিত স্পন্দনের সাধারণ সমীকরণ x = A sin(ωt + δ)।
সরল ছন্দিত স্পন্দনের সরণ সবসময় sin বা cos অপেক্ষক এবং d2xdt2 = −ω2x মেনে চলে। -
৪৭৬
সরল ছন্দিত স্পন্দনে গতিশীল একটি কণার সরণ বনাম সময় লেখচিত্র দেখানো হলো: কণাটির আদি দশা কত?

- ক π
- খ π2
- গ π4
- ঘ 0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) π2
লেখচিত্রে t = 0 মুহূর্তে সরণ x = +A (সর্বোচ্চ), তারপর সময়ের সাথে সরণ কমছে।
x = A sin(ωt + δ) সমীকরণে t = 0 বসালে A = A sinδ, বা sinδ = 1, অর্থাৎ δ = π2।
সুতরাং সমীকরণটি x = A sin(ωt + π2) = A cosωt।
t = 0 তে কণা সাম্যাবস্থানে থেকে ধনাত্মক দিকে চললে δ = 0, আর সাম্যাবস্থানে থেকে ঋণাত্মক দিকে চললে δ = π। -
৪৭৭
দোলক ঘড়ি—
i. পাহাড়ের ওপর ধীরে চলে
ii. বিষুব অঞ্চল থেকে মেরু অঞ্চলে নিলে এটি ধীরে চলে
iii. গ্রীষ্মকালের চেয়ে শীতকালে দ্রুত চলে
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
i. সঠিক — পাহাড়ের ওপর g কমে, T = 2πLg অনুসারে দোলনকাল বাড়ে, তাই ঘড়ি ধীরে চলে।
ii. ভুল — বিষুব অঞ্চল থেকে মেরু অঞ্চলে g বাড়ে, দোলনকাল কমে, তাই ঘড়ি দ্রুত চলে।
iii. সঠিক — শীতকালে তাপমাত্রা কম হওয়ায় দোলকের দণ্ড সংকুচিত হয়, L কমে, দোলনকাল কমে, তাই ঘড়ি দ্রুত চলে।
একইভাবে খনির ভেতরে g কমে বলে ঘড়ি ধীরে চলে, গ্রীষ্মকালে L বাড়ে বলে ঘড়ি ধীরে চলে। -
৪৭৮
চিত্রে m ভরের বস্তুটি টেনে ছেড়ে দিলে স্পন্দনের কম্পাঙ্ক হবে—

- ক f = (12π)k1 − k2m
- খ f = (12π)mk1 + k2
- গ f = (12π)mk1 − k2
- ঘ f = (12π)k1 + k2m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) f = (12π)k1 + k2m
এখানে, বস্তুর ভর m, বাম স্প্রিং-এর ধ্রুবক k1, ডান স্প্রিং-এর ধ্রুবক k2, দুই স্প্রিং বস্তুর দুই পাশে দেয়ালের সাথে যুক্ত
আমরা জানি, বস্তুকে x সরালে একটি স্প্রিং প্রসারিত ও অন্যটি সংকুচিত হয়, দুটির প্রত্যয়নী বলই একই দিকে: F = −(k1 + k2)x, অর্থাৎ কার্যকর ধ্রুবক k = k1 + k2 (সমান্তরাল সমবায়ের মতো)
∴ f = (12π)km = (12π)k1 + k2m
দুটি স্প্রিং পরপর (শ্রেণিতে) জুড়ে বস্তু ঝোলালে কার্যকর ধ্রুবক হতো k1k2k1 + k2। -
৪৭৯
সরল ছন্দিত গতিসম্পন্ন কোনো কণার ক্ষেত্রে—
i. বিভব শক্তি, Ep = (12)kA2 sin2(ωt + δ)
ii. গতিশক্তি, Ek = (12)kA2 cos2(ωt + δ)
iii. মোট শক্তি, E ∝ A2
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
i. সঠিক — বিভব শক্তি Ep = (12)kx2, এবং x = A sin(ωt + δ) বসালে Ep = (12)kA2 sin2(ωt + δ)।
ii. সঠিক — v = ωA cos(ωt + δ), তাই Ek = (12)mv2 = (12)mω2A2 cos2(ωt + δ) = (12)kA2 cos2(ωt + δ), কারণ k = mω2।
iii. সঠিক — মোট শক্তি E = Ep + Ek = (12)kA2 [sin2 + cos2] = (12)kA2, তাই E ∝ A2।
মোট শক্তি সময় ও সরণের উপর নির্ভর করে না; x = A2 অবস্থানে গতিশক্তি ও বিভব শক্তি সমান। -
৪৮০
একটি দোলক ঘড়িকে পাহাড়ের চূড়ায় নিয়ে গেলে—
i. সময় হারাবে
ii. দ্রুত চলবে
iii. দোলনকাল বৃদ্ধি পাবে
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও iii
i. সঠিক — দোলনকাল বাড়লে দোলক ঘড়ি ধীরে চলে, অর্থাৎ সময় হারায়।
ii. ভুল — পাহাড়ের চূড়ায় g কমে, তাই ঘড়ি দ্রুত নয়, ধীরে চলে।
iii. সঠিক — T = 2πLg অনুসারে g কমলে দোলনকাল বৃদ্ধি পায়।
খনির ভেতরে নিলেও g কমে বলে ঘড়ি ধীরে চলে; মেরু অঞ্চলে g বেশি বলে দ্রুত চলে।
পর্যাবৃত্ত গতি নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।