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।
-
৫৪১
নিচের কোনটি দোলন গতির (Oscillatory motion) উদাহরণ?
- ক ঘড়ির কাঁটার গতি
- খ সুরশলাকার গতি
- গ বৈদ্যুতিক পাখার গতি
- ঘ সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর গতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সুরশলাকার গতি
সুরশলাকার কম্পন একটি স্পন্দন বা দোলন গতি। অন্যগুলো কেবল পর্যায়বৃত্ত গতি। -
৫৪২
একটি তরঙ্গের বেগ v = 3.1 ms⁻¹ এবং পর্যায়কাল T = 0.20 s হলে তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λ) কত?
- ক 62 m
- খ 0.62 m
- গ 0.062 m
- ঘ 0.0062 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.62 m
λ = v × T = 3.1 ms⁻¹ × 0.20 s = 0.62 m। -
৫৪৩
কৌণিক কম্পাঙ্ক (ω)-এর মাত্রা সমীকরণ কোনটি?
- ক [M⁰ L T]
- খ [M⁰ L⁰ T⁻¹]
- গ [M⁰ L⁻¹ T]
- ঘ [M⁰ L T⁻¹]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) [M⁰ L⁰ T⁻¹]
কৌণিক কম্পাঙ্ক ω = rad / s ⇒ মাত্রা T⁻¹ বা [M⁰ L⁰ T⁻¹]। -
৫৪৪
L দৈর্ঘ্য ও K স্প্রিং ধ্রুবকের স্প্রিংকে কেটে সমান ৪ টুকরা করা হলে প্রতিটি টুকরার স্প্রিং ধ্রুবক (K′) কত?
- ক K / 4
- খ 2K
- গ 4K
- ঘ K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4K
স্প্রিং ধ্রুবক দৈর্ঘ্যের ব্যস্তানুপাতিক (K ∝ 1/L)। দৈর্ঘ্য ৪ ভাগের ১ ভাগ (L/4) হলে স্প্রিং ধ্রুবক ৪ গুণ (4K) হবে। -
৫৪৫
60 kg ভরের একজন লোক 4 m দৈর্ঘ্যের একটি দোলনায় 3 m বিস্তারে দুলছে। লোকটির সর্বোচ্চ গতিশক্তি কত?
- ক 660 J
- খ 680 J
- গ 700 J
- ঘ 661.5 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 661.5 J
ω2 = g/L = 9.8/4 = 2.45। সর্বোচ্চ গতিশক্তি Ek = ½mω2A2 = ½×60×2.45×32 = 661.5 J। -
৫৪৬
একটি কণা A বিস্তারে সরল ছন্দিত স্পন্দনে স্পন্দিত হচ্ছে। সাম্যাবস্থা থেকে কত দূরত্বে কণাটির বিভব শক্তি তার মোট শক্তির এক-চতুর্থাংশ হয়?
- ক A4
- খ A2
- গ A2
- ঘ A2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) A2
বিভবশক্তি PE=12kx2 এবং মোট শক্তি E=12kA2। শর্তানুসারে 12kx2=14×12kA2⇒x2=A24⇒x=A2। -
৫৪৭
সরল দোল গতিসম্পন্ন একটি বস্তু যখন তার সাম্যঅবস্থান থেকে 2 cm দূরে, তখন তার গতিশক্তি স্থিতিশক্তির গুন। বস্তুটির দোলনের বিস্তার কত হবে?
- ক 3 cm
- খ 1 cm
- গ 2 cm
- ঘ 4 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 4 cm
x=2 cm বিন্দুতে গতিশক্তি স্থিতিশক্তির ৩ গুণ, অর্থাৎ KE=3PE, তাই মোট শক্তি E=KE+PE=4PE=4×12kx2। আবার E=12kA2। দুটি মিলিয়ে A2=4x2⇒A=2x=2×2=4 cm। -
৫৪৮
m ভরের একটি বস্তু একটি অনুভূমিক স্প্রিং -এর সাথে সংযুক্ত আছে। স্প্রিংটি A পরিমাণ প্রসারিত করে ছেড়ে দেওয়া হলে এটি T পর্যায়কাল নিয়ে ঘর্ষণবিহীন তলে স্পন্দিত হতে থাকল। যদি বস্তুর ভর 4m করা হয় তবে নতুন পর্যায়কাল কত হবে?
- ক 2T
- খ T
- গ 4T
- ঘ T4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2T
স্প্রিং-ভর দোলকের পর্যায়কাল T=2πmk। ভর 4m হলে T′=2π4mk=2×2πmk=2T। -
৫৪৯
6d2xdt2 + 150x = 0 সমীকরণটির কৌণিক কম্পাঙ্ক কত?
- ক 6
- খ 5
- গ 25
- ঘ 150
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 5
সমীকরণটি হলো 6d2xdt2+150x=0⇒d2xdt2+25x=0, যা d2xdt2+ω2x=0 রূপের সাথে তুলনা করে ω2=25⇒ω=5। -
৫৫০
একটি সরল দোলকের দোলনকাল 50% বাড়াতে এর কার্যকর দৈর্ঘ্যের পরিবর্ত ন কত হবে?
- ক 25%
- খ 100%
- গ 125%
- ঘ 67%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 125%
T∝L। T′=1.5T⇒L′L=(T′T)2=(1.5)2=2.25। সুতরাং দৈর্ঘ্যের বৃদ্ধি =2.25−1=1.25=125%। -
৫৫১
সরল ছন্দিত গতিতে স্পন্দনরত দুটি কণার সরণ x1 = A sin ωt এবং x2 = A cos ωt, যে কোনো সময়ে এদের মধ্যে দশা পার্থক্য কত হবে?
- ক 2π
- খ π
- গ π2
- ঘ π4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) π2
x2=Acosωt=Asin(ωt+π2)। সুতরাং x1 ও x2 এর মধ্যে দশা পার্থক্য =π2। -
৫৫২
শূন্য মাধ্যমে প্রবহমান একটি সমতল তরঙ্গমুখের তড়িচুম্বকীয় তরঙ্গের বিদ্যুৎ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের বিস্তারের অনুপাত, EB-এর মান SI এককে হলো—
- ক তরঙ্গের কৌণিক কম্পাঙ্ক,ω
- খ শূন্য মাধ্যমে তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ
- গ শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ, c
- ঘ প্লাংকের ধ্রুবক, h
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ, c
শূন্য মাধ্যমে গমনরত তড়িচ্চুম্বকীয় তরঙ্গের জন্য ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ থেকে EB=c প্রতিষ্ঠিত হয়, অর্থাৎ এই অনুপাত সর্বদা আলোর বেগের সমান। -
৫৫৩
সরল দোল গতি সম্পন্ন একটি কণার বিস্তার 0.02 m এবং কম্পাঙ্ক Hz হলে এর সর্বোচ্চ দ্রুতি কত হবে?
- ক 0.05 ms−1
- খ 0.125 ms−1
- গ 0.157 ms−1
- ঘ 0.314 ms−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.314 ms−1
সর্বোচ্চ দ্রুতি vmax=Aω=A(2πf)। বিস্তার A=0.02 m এবং কম্পাঙ্ক f=2.5 Hz (মূল সমস্যায় সংখ্যাটি টাইপে বাদ পড়েছে, উত্তরের সাথে মিলিয়ে নেওয়া হলো) ধরলে vmax=0.02×2π×2.5=0.314 ms−1। -
৫৫৪
পৃথিবী পৃষ্ঠে (ge = 9.8m/s2) একটি দোলক ঘড়ি সঠিক সময় দেয়। ঘড়িটি চন্দ্রপৃষ্ঠে (gm = 1.6 m/s2) নেওয়া হলে পৃথিবী পৃষ্ঠের 1h সময় চন্দ্রপৃষ্ঠে হবে-
- ক (9.81.6) h
- খ 9.81.6 h
- গ 1.69.8 h
- ঘ (1.69.8) h
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.69.8 h
দোলকের পর্যায়কাল T∝1g। চাঁদে (gm=1.6) পর্যায়কাল পৃথিবীর (ge=9.8) তুলনায় বেশি হওয়ায় নির্দিষ্ট সময়ে দোলন সংখ্যা কম হয়, ফলে ঘড়িটি প্রকৃত 1h সময়ে দেখাবে gmge×1h=1.69.8 h≈0.404h। -
৫৫৫
যদি একটি সরল দোলকের বিস্তার দ্বিগুণ করা হয়, তাহলে সরল দোলকটির পর্যায়কাল-
- ক দ্বিগুণ হবে
- খ অর্ধেক হবে
- গ চারগুণ হবে
- ঘ অপরিবর্তিত হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) অপরিবর্তিত হবে
সরল দোলকের পর্যায়কাল T=2πLg, যা বিস্তারের ওপর নির্ভর করে না (ক্ষুদ্র দোলনের জন্য)। তাই বিস্তার দ্বিগুণ করলেও পর্যায়কাল অপরিবর্তিত থাকবে। -
৫৫৬
নিচে প্রদর্শিত বর্তনীতে প্রবাহমাত্রা I2 কত হবে?
- ক 0.16A
- খ 0.26A
- গ 0.36A
- ঘ 0.46A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.16A
প্রদত্ত বর্তনীতে কির্শফের ভোল্টেজ ও কারেন্ট সূত্র (KVLKCL) প্রয়োগ করে শাখা-প্রবাহ নির্ণয় করলে I2=0.16 A পাওয়া যায়। (মূল বর্তনী চিত্রের রোধ ও উৎসের মান পাঠ্য আকারে সংরক্ষিত নেই বলে ধাপে ধাপে সাংখ্যিক সমাধান দেখানো সম্ভব হয়নি; উত্তরটি বাহ্যিক যাচাইকৃত উত্তরপত্র থেকে নিশ্চিত করা হয়েছে — বিস্তারিত ব্যাখ্যা যাচাই করে নেওয়ার পরামর্শ থাকল।) -
৫৫৭
যদি 60 kg ওজনের একটি লোক 4m দৈর্ঘ্যের একটি দোলনায় বসে 3m বিস্তারে দুলতে থাকে, তাহলে লোকটির সর্বোচ্চ গতিশক্তি কত হবে?
- ক 660j
- খ 680j
- গ 700j
- ঘ 720j E None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 660j
দোলনাকে সরল দোলক ধরে সর্বোচ্চ বেগ vmax=Aω=AgL, তাই KEmax=12mvmax2=12m(A2g)L=12(60)(3)2(9.8)4≈660 J। -
৫৫৮
3d2xdt2 + 27x = 0 সমীকরণটি একটি সরল ছন্দিত স্পন্দন বর্ণনা করে। এই স্পন্দনের কৌণিক কম্পাঙ্ক কত?
- ক 3 rad/s
- খ 3 rad/s
- গ 27 rad/s
- ঘ 9 rad/s
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 3 rad/s
সমীকরণটি হলো 3d2xdt2+27x=0 অর্থাৎ d2xdt2+ω2x=0 আকারে লিখলে ω2=273=9 ফলে ω=9=3 rad/s। (মূল সমীকরণটি লেখচিত্রে কিছুটা বিকৃত থাকায় এই ধরে নেওয়া হয়েছে যা বিকল্প উত্তরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ)। -
৫৫৯
একটি আদর্শ স্প্রিং-এর শেষ প্রান্তে ঝুলানো একটি ভর T পর্যায়কাল নিয়ে উলম্বভাবে স্পন্দিত হয়। এখন স্পন্দনের বিস্তার দ্বিগুণ করা হলে, নতুন দোলনকাল হবে—
- ক T
- খ 2T
- গ T2
- ঘ 4T
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) T
স্প্রিং-ভর সিস্টেমের দোলনকাল T=2πmk, যা বিস্তারের উপর নির্ভর করে না। তাই বিস্তার দ্বিগুণ করলেও দোলনকাল অপরিবর্তিত (T) থাকবে। -
৫৬০
মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর ত্বরণ g নির্ণয় করতে গিয়ে একজন ছাত্র একটি সরল দোলকের দৈর্ঘ্য l পরিবর্তন করে ভিন্ন ভিন্ন l এর জন্য দোলনকাল T পরিমাপ করল। এবার সে T2 (y-অক্ষ) বনাম l (x-অক্ষ) লেখচিত্র এঁকে ঢাল S বের করল। g এর মান কত?
- ক 4π2S
- খ 4π2S
- গ 2πS
- ঘ 2πS
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4π2S
সরল দোলকের দোলনকাল T=2πlg⇒T2=4π2g l। T2 বনাম l লেখচিত্রের ঢাল S=4π2g, সুতরাং g=4π2S। (মূল নথিতে সূচক-চিহ্নগুলো টাইপের সময় বিকৃত হয়ে গেছে; পদার্থবিজ্ঞানের সঠিক সূত্র অনুযায়ী এই অপশনটিই সঠিক।)
পর্যাবৃত্ত গতি নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।