ভৌত জগৎ ও পরিমাপ — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ১ম অধ্যায়। এখানে ৩৩৬টি 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।
-
১৮১
একটি তারের রোধ R = VI নির্ণয়ে V = (100 ± 5) V এবং I = (10 ± 0.2) A পাওয়া গেল। R-এর শতকরা ত্রুটি কত?
- ক 5%
- খ 7%
- গ 2%
- ঘ 3%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7%
ΔVV = 5100 = 5%
ΔII = 0.210 = 2%
ΔRR = 5% + 2% = 7%
R = 10 Ω, তাই ΔR = 0.7 Ω ⟹ ফল লেখা হবে (10.0 ± 0.7) Ω। -
১৮২
একটি রোধ ও তড়িৎপ্রবাহ থেকে ক্ষয়িত ক্ষমতা P = I2R নির্ণয় করা হচ্ছে। I-এ 3% এবং R-এ 2% ত্রুটি থাকলে P-এ ত্রুটি কত?
- ক 8%
- খ 5%
- গ 6%
- ঘ 7%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8%
ΔPP = 2ΔII + ΔRR = 2(3) + 2 = 8%
প্রবাহের ত্রুটিই এখানে বেশি ক্ষতিকর — বর্গাকারে থাকায় তার অবদান দ্বিগুণ।
তাই নির্ভুলতা বাড়াতে চাইলে আগে I মাপার যন্ত্রটাই উন্নত করতে হবে। -
১৮৩
একটি বস্তুর দৈর্ঘ্য পাঁচবার মাপা হলো: 2.63, 2.56, 2.42, 2.71, 2.80 cm। গড় মান ও গড় পরম ত্রুটি যথাক্রমে কত?
- ক 2.62 cm ও 0.38 cm
- খ 2.63 cm ও 0.11 cm
- গ 2.62 cm ও 0.05 cm
- ঘ 2.62 cm ও 0.11 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2.62 cm ও 0.11 cm
গড় = 2.63 + 2.56 + 2.42 + 2.71 + 2.805 = 13.125 = 2.624 ≈ 2.62 cm
প্রতিটি পাঠের পরম বিচ্যুতি: 0.01, 0.06, 0.20, 0.09, 0.18
গড় পরম ত্রুটি = 0.545 = 0.108 ≈ 0.11 cm
ফল লেখা হবে (2.62 ± 0.11) cm, শতকরা ত্রুটি ≈ 4.2%। -
১৮৪
Y = a2b1/2c1/3d3 রাশিতে a, b, c, d-এর প্রত্যেকটিতে 1% ত্রুটি আছে। Y-এ সর্বোচ্চ শতকরা ত্রুটি কত?
- ক 6.5%
- খ 5.83%
- গ 4%
- ঘ 5%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 5.83%
ΔYY = 2(1) + 12(1) + 13(1) + 3(1)
= 2 + 0.5 + 0.333 + 3 = 5.83%
ঘাতগুলোর মান যোগ হয় — ভগ্নাংশ ঘাত হলেও, হরে থাকলেও।
সবচেয়ে বড় অবদান d-এর (3%), কারণ তার ঘাত সবচেয়ে বড়। -
১৮৫
Z = a3b2 রাশিতে a ও b-এর শতকরা ত্রুটি সমান হলে নির্ভুলতা বাড়াতে কোন রাশিটি বেশি যত্নে মাপা উচিত?
- ক b, কারণ এটি হরে আছে
- খ দুইটি সমান গুরুত্বপূর্ণ
- গ a, কারণ এর ঘাত বেশি
- ঘ b, কারণ এর ঘাত ঋণাত্মক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) a, কারণ এর ঘাত বেশি
ΔZZ = 3Δaa + 2Δbb
a-এর ত্রুটির অবদান 3 গুণ, b-এর 2 গুণ ⟹ a বেশি গুরুত্বপূর্ণ
হরে থাকা বা লবে থাকা কোনো পার্থক্য গড়ে না — কেবল ঘাতের মানই ঠিক করে দেয় কোনটি বেশি ক্ষতিকর।
পরীক্ষার নকশা করার সময় এই যুক্তিতেই ঠিক করা হয় কোন যন্ত্রে বেশি খরচ করতে হবে। -
১৮৬
সরল দোলকের পরীক্ষায় 1টি দোলনের সময় না মেপে 100টি দোলনের সময় মেপে 100 দিয়ে ভাগ করা হয় কেন?
- ক কারণ 100টি দোলনে দোলক বেশি নিখুঁত হয়
- খ কারণ এতে দোলনকাল বেড়ে যায়
- গ কারণ স্টপওয়াচ 100 দোলনের কম মাপতে পারে না
- ঘ কারণ এতে পর্যায়কালের আপেক্ষিক ত্রুটি 100 ভাগের 1 ভাগে নেমে আসে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কারণ এতে পর্যায়কালের আপেক্ষিক ত্রুটি 100 ভাগের 1 ভাগে নেমে আসে
স্টপওয়াচ চালু-বন্ধ করায় পরম ত্রুটি Δt (প্রায় 0.2 s) — যতগুলো দোলনই মাপা হোক, এটি একই থাকে।
1টি দোলনে: ΔtT = 0.22 = 10%
100টি দোলনে: Δt100T = 0.2200 = 0.1%
অর্থাৎ ত্রুটি 100 ভাগের 1 ভাগে নেমে আসে।
এটি ত্রুটি কমানোর সবচেয়ে সহজ ও কার্যকর কৌশল — যা মাপছি তার মানটাই বড় করে নেওয়া। -
১৮৭
একটি পরিমাপে প্রকৃত মান 25.0 cm এবং মাপা মান 24.5 cm। পরম ত্রুটি ও শতকরা ত্রুটি যথাক্রমে কত?
- ক 0.5 cm ও 2%
- খ 0.5 cm ও 2.04%
- গ 0.5 cm ও 0.02%
- ঘ 24.5 cm ও 2%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.5 cm ও 2%
পরম ত্রুটি = |25.0 − 24.5| = 0.5 cm
শতকরা ত্রুটি = 0.525.0 × 100% = 2%
শতকরা ত্রুটি হিসাবে প্রকৃত মান দিয়ে ভাগ করতে হয় — মাপা মান দিয়ে করলে 2.04% আসত, অপশন (খ) সেই ফাঁদ। -
১৮৮
একটি সিলিন্ডারের ব্যাস d ও দৈর্ঘ্য l মেপে আয়তন V = πd2l4 বের করা হচ্ছে। d = (2.0 ± 0.1) cm ও l = (5.0 ± 0.1) cm হলে আয়তনে শতকরা ত্রুটি কত?
- ক 10%
- খ 12%
- গ 7%
- ঘ 15%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 12%
Δdd = 0.12.0 = 5%
Δll = 0.15.0 = 2%
ΔVV = 2(5%) + 2% = 12%
ব্যাসের পরম ত্রুটি ও দৈর্ঘ্যের পরম ত্রুটি সমান (0.1 cm) হলেও ব্যাসের অবদান ছয়গুণ — কারণ এটি ছোট রাশি এবং বর্গাকারে আছে। -
১৮৯
দুইটি রোধ R1 = (100 ± 3) Ω ও R2 = (200 ± 4) Ω শ্রেণিতে যুক্ত করা হলো। সমতুল্য রোধ কত?
- ক (300 ± 1) Ω
- খ (300 ± 7) Ω
- গ (300 ± 5) Ω
- ঘ (300 ± 3.5) Ω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) (300 ± 7) Ω
শ্রেণিতে R = R1 + R2 = 300 Ω
যোগ-বিয়োগে পরম ত্রুটি যোগ হয় (আপেক্ষিক নয়):
ΔR = 3 + 4 = 7 Ω
সাবধান — বিয়োগফলেও পরম ত্রুটি যোগই হয়। এজন্যই দুইটি কাছাকাছি মানের বিয়োগ করা পরীক্ষায় সবচেয়ে বিপজ্জনক: ফল ছোট, কিন্তু ত্রুটি বড়। -
১৯০
একটি পরীক্ষায় g = 4π2lT2 নির্ণয়ে l মিটার স্কেলে (লঘিষ্ঠ গণনা 1 mm) মাপা হলো l = 1.00 m এবং 100টি দোলনের সময় স্টপওয়াচে (লঘিষ্ঠ গণনা 0.1 s) মাপা হলো 200.0 s। g-এ শতকরা ত্রুটি কত?
- ক 0.2%
- খ 0.1%
- গ 0.15%
- ঘ 0.6%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.2%
দৈর্ঘ্যে: Δll = 0.0011.00 = 0.1%
সময়ে: মোট সময় 200.0 s, পরম ত্রুটি 0.1 s
ΔTT = Δtt = 0.1200.0 = 0.05%
মোট: Δgg = 0.1% + 2(0.05%) = 0.2%
দুইটি সূক্ষ্মতা এখানে পরীক্ষা করা হচ্ছে:
① 100টি দোলন গোনায় সময়ের আপেক্ষিক ত্রুটি 100 ভাগের 1 ভাগে নেমেছে
② তবু T-এর অবদান দ্বিগুণ হয়ে গেছে, কারণ T বর্গাকারে
ফল: g = 9.87 m s−2, Δg = 0.02 m s−2 ⟹ g = (9.87 ± 0.02) m s−2
100 দোলন না গুনে 1 দোলন গুনলে ত্রুটি হতো 0.1% + 2(5%) = 10.1% — পঞ্চাশ গুণ খারাপ। -
১৯১
একটি ভার্নিয়ার স্কেলের 10টি ভাগ প্রধান স্কেলের 9টি ভাগের সমান। প্রধান স্কেলের 1 ভাগ = 1 mm হলে ভার্নিয়ার ধ্রুবক কত?
- ক 0.9 mm
- খ 0.01 mm
- গ 0.1 mm
- ঘ 1 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.1 mm
ভার্নিয়ার ধ্রুবক = প্রধান স্কেলের 1 ভাগ − ভার্নিয়ারের 1 ভাগ
ভার্নিয়ারের 1 ভাগ = 910 mm = 0.9 mm
VC = 1 − 0.9 = 0.1 mm
সূত্রে: VC = প্রধান স্কেলের 1 ভাগভার্নিয়ারের ভাগসংখ্যা = 110 mm। -
১৯২
একটি স্লাইড ক্যালিপার্সে (ভার্নিয়ার ধ্রুবক 0.01 cm) প্রধান স্কেলের পাঠ 2.4 cm এবং ভার্নিয়ারের 7 নম্বর দাগটি প্রধান স্কেলের একটি দাগের সাথে মিলে গেছে। যন্ত্রটির ধনাত্মক শূন্য-ত্রুটি 0.02 cm হলে প্রকৃত পাঠ কত?
- ক 2.45 cm
- খ 2.47 cm
- গ 2.49 cm
- ঘ 2.44 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.45 cm
পর্যবেক্ষিত পাঠ = প্রধান স্কেল + (মিলে যাওয়া দাগ × VC)
= 2.4 + (7 × 0.01) = 2.47 cm
প্রকৃত পাঠ = পর্যবেক্ষিত পাঠ − শূন্য-ত্রুটি = 2.47 − 0.02 = 2.45 cm
ধনাত্মক শূন্য-ত্রুটি মানে যন্ত্র বেশি দেখায়, তাই বিয়োগ করতে হয়। ঋণাত্মক হলে যোগ করতে হতো। -
১৯৩
একটি স্ক্রু গজের পিচ 0.5 mm এবং বৃত্তাকার স্কেলে 50টি ভাগ আছে। যন্ত্রটির লঘিষ্ঠ গণনা কত?
- ক 0.01 mm
- খ 0.001 mm
- গ 0.1 mm
- ঘ 0.02 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.01 mm
লঘিষ্ঠ গণনা = পিচবৃত্তাকার স্কেলের ভাগসংখ্যা = 0.550 = 0.01 mm
অর্থাৎ 0.001 cm — স্লাইড ক্যালিপার্সের চেয়ে দশগুণ নিখুঁত। এজন্যই তারের ব্যাস বা পাতের পুরুত্ব মাপতে স্ক্রু গজ ব্যবহার হয়। -
১৯৪
একটি স্ক্রু গজে (লঘিষ্ঠ গণনা 0.01 mm) একটি তার মাপতে গিয়ে রৈখিক স্কেলে 2 mm এবং বৃত্তাকার স্কেলে 45তম দাগ পাওয়া গেল। যন্ত্রটির শূন্য-ত্রুটি ঋণাত্মক এবং তার মান 0.05 mm হলে তারের প্রকৃত ব্যাস কত?
- ক 2.40 mm
- খ 2.45 mm
- গ 2.50 mm
- ঘ 2.55 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2.50 mm
পর্যবেক্ষিত পাঠ = 2 + (45 × 0.01) = 2.45 mm
শূন্য-ত্রুটি ঋণাত্মক (−0.05 mm) ⟹ প্রকৃত পাঠ = পর্যবেক্ষিত − (−0.05) = 2.45 + 0.05
= 2.50 mm
নিয়মটি এক লাইনে: প্রকৃত পাঠ = পর্যবেক্ষিত পাঠ − শূন্য-ত্রুটি (চিহ্নসহ)। ঋণাত্মক ত্রুটি বিয়োগ করা মানেই যোগ করা। -
১৯৫
একটি স্ক্রু গজের বৃত্তাকার স্কেলের ভাগসংখ্যা 50 থেকে বাড়িয়ে 100 করা হলো, পিচ অপরিবর্তিত। যন্ত্রটির নির্ভুলতা কী হবে?
- ক অর্ধেক হবে
- খ অপরিবর্তিত থাকবে
- গ দ্বিগুণ হবে (লঘিষ্ঠ গণনা অর্ধেক)
- ঘ চারগুণ হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দ্বিগুণ হবে (লঘিষ্ঠ গণনা অর্ধেক)
লঘিষ্ঠ গণনা = পিচN — N দ্বিগুণ হলে লঘিষ্ঠ গণনা অর্ধেক
ছোট লঘিষ্ঠ গণনা মানে বেশি নির্ভুলতা ⟹ নির্ভুলতা দ্বিগুণ
একইভাবে পিচ কমালেও নির্ভুলতা বাড়ে — কিন্তু তখন মাপতে অনেক বেশি ঘোরাতে হয়, ব্যবহার কষ্টকর হয়ে যায়। নকশায় এই ভারসাম্যটাই রাখতে হয়। -
১৯৬
একটি ভার্নিয়ার ক্যালিপার্সের ভার্নিয়ার ধ্রুবক 0.01 cm। এই যন্ত্র দিয়ে মাপা একটি দৈর্ঘ্যের পাঠ 3.5 cm লেখা কেন ভুল?
- ক কারণ 3.5 সংখ্যাটি খুব ছোট
- খ কারণ ভার্নিয়ারে দশমিক ব্যবহার করা যায় না
- গ কারণ পাঠ সবসময় পূর্ণসংখ্যা হতে হয়
- ঘ কারণ যন্ত্রের নির্ভুলতা অনুযায়ী পাঠ 3.50 cm লিখতে হবে — শেষের শূন্যটিও তথ্য বহন করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কারণ যন্ত্রের নির্ভুলতা অনুযায়ী পাঠ 3.50 cm লিখতে হবে — শেষের শূন্যটিও তথ্য বহন করে
যন্ত্রটি শতাংশ ঘর পর্যন্ত মাপতে পারে (0.01 cm), তাই পাঠে দশমিকের পরে দুই ঘর থাকা চাই।
"3.5 cm" লিখলে বোঝায় নির্ভুলতা 0.1 cm — যন্ত্রের ক্ষমতাকে কম করে দেখানো হচ্ছে।
"3.50 cm" লিখলে বোঝায় শতাংশ ঘরটি মাপা হয়েছে এবং সেটি শূন্য পাওয়া গেছে — এটি একটি তথ্য, শূন্যস্থান নয়।
এজন্যই তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্কের নিয়মে দশমিকের পরের শেষ শূন্যকে গণনায় ধরা হয়। -
১৯৭
বৃত্তাকার পথে ঘূর্ণায়মান একটি বস্তুর কেন্দ্রমুখী বল F ভর m, বেগ v ও ব্যাসার্ধ r-এর ওপর নির্ভরশীল। মাত্রা বিশ্লেষণে সঠিক রূপ কোনটি?
- ক mvr
- খ mv2r
- গ mv2r2
- ঘ mvr2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) mv2r
ধরি F = k mavbrc
MLT−2 = Ma(LT−1)bLc
M: a = 1 | T: −b = −2 ⟹ b = 2 | L: b + c = 1 ⟹ c = −1
F = k mv2r — প্রকৃত সূত্রে k = 1। -
১৯৮
একটি সরল দোলকের পর্যায়কাল T দোলকের ভর m, দৈর্ঘ্য l ও g-এর ওপর নির্ভরশীল ধরে মাত্রা বিশ্লেষণ করলে কী পাওয়া যায়?
- ক T ∝ mlg
- খ T ∝ gl
- গ T ∝ m2lg
- ঘ T ∝ lg এবং ভরের কোনো ভূমিকা নেই
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) T ∝ lg এবং ভরের কোনো ভূমিকা নেই
ধরি T = k malbgc
T = MaLb(LT−2)c
M: a = 0 — ভর একেবারেই আসে না
T: −2c = 1 ⟹ c = −½
L: b + c = 0 ⟹ b = ½
T = klg — মাত্রা বিশ্লেষণই বলে দিচ্ছে ববের ভর পর্যায়কালে কোনো প্রভাব ফেলে না, যা পরীক্ষায়ও সত্য।
(k = 2π অংশটুকু কেবল পূর্ণ সমাধান থেকেই আসে।) -
১৯৯
মাত্রা বিশ্লেষণ দিয়ে s = ut + 12at2 সূত্রটি সরাসরি বের করা যায় না কেন?
- ক কারণ সূত্রটি মাত্রাগতভাবে ভুল
- খ কারণ এতে ভর নেই
- গ কারণ ত্বরণ ধ্রুব নয়
- ঘ কারণ এতে একাধিক পদ যোগ হয়েছে, আর মাত্রা বিশ্লেষণ কেবল একক গুণফল-রূপের সূত্র দিতে পারে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কারণ এতে একাধিক পদ যোগ হয়েছে, আর মাত্রা বিশ্লেষণ কেবল একক গুণফল-রূপের সূত্র দিতে পারে
মাত্রা বিশ্লেষণে ধরে নেওয়া হয় রাশিটি k xaybzc — একটি একক গুণফল।
কিন্তু ut + ½at2 দুইটি পদের যোগফল। এমন গঠন এই পদ্ধতিতে বের হয় না।
সীমাবদ্ধতা তিনটি মনে রাখো:
① মাত্রাহীন ধ্রুবক পাওয়া যায় না (½, 2π)
② যোগ-বিয়োগযুক্ত সূত্র পাওয়া যায় না
③ তিনের বেশি অজানা রাশি থাকলে সমীকরণ কম পড়ে যায়
তবে সূত্রটি যাচাই করতে মাত্রা বিশ্লেষণ ঠিকই কাজে লাগে। -
২০০
একটি ছোট গোলক সান্দ্র তরলে পড়ার সময় তার প্রান্তবেগ vt নির্ভর করে গোলকের ব্যাসার্ধ r, তরলের সান্দ্রতা η, ঘনত্বের পার্থক্য Δρ ও g-এর ওপর। মাত্রা বিশ্লেষণে সঠিক রূপ কোনটি?
- ক Δρ gr2η
- খ Δρ grη
- গ ηΔρ gr2
- ঘ Δρ g2rη
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Δρ gr2η
ধরি vt = k raηb(Δρ)cgd
[η] = ML−1T−1 , [Δρ] = ML−3 , [g] = LT−2
চারটি অজানা কিন্তু সমীকরণ মাত্র তিনটি — তাই একটি অতিরিক্ত ভৌত যুক্তি লাগে: Δρ ও g সবসময় জোড়ায় আসে (ওজন-উত্থানের লব্ধি Δρg হিসেবে)।
তাই c = d ধরে নিই:
M: b + c = 0
T: −b − 2c = −1
দুইটি মিলিয়ে: b = −1, c = 1
L: a − b − 3c + d = 1 ⟹ a + 1 − 3 + 1 = 1 ⟹ a = 2
vt = k Δρ gr2η — স্টোকসের সূত্রে k = 29
ভৌত যাচাই: ব্যাসার্ধ দ্বিগুণ হলে প্রান্তবেগ চারগুণ — বড় বৃষ্টির ফোঁটা তাই অনেক দ্রুত পড়ে ✔।
ভৌত জগৎ ও পরিমাপ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।