পদার্থের গাঠনিক ধর্ম — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৭ম অধ্যায়। এখানে ৬৮৮টি 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।
৬৮৮ প্রশ্ন
১ম পত্র
অধ্যায় ৭
পাতা ৩০/৩৫
-
৫৮১
দুটি ভিন্ন প্রস্থচ্ছেদের তারের ইয়ং-এর স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক একই। তার দুটি—
- ক ভিন্ন দৈর্ঘ্যের
- খ ভিন্ন উপাদানের
- গ একই উপাদানের
- ঘ যেকোনোটিই হতে পারে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) একই উপাদানের
ইয়ং-এর গুণাঙ্ক শুধু তারের উপাদানের (এবং তাপমাত্রার) ওপর নির্ভর করে, তারের দৈর্ঘ্য বা প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের ওপর নয়।
তাই প্রস্থচ্ছেদ ভিন্ন হলেও Y একই হওয়া মানে তার দুটি একই উপাদানের।
Y = FLAl সূত্রে A বা L বদলালে l এমনভাবে বদলায় যে Y স্থির থাকে।
দৈর্ঘ্য বা প্রস্থচ্ছেদ ভিন্ন হলে কেবল দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি ও অসহ ভার বদলায়, গুণাঙ্ক নয়। -
৫৮২
পানির পৃষ্ঠটান 0.06 N/m হলে তার পৃষ্ঠশক্তি—
- ক 60 N/m
- খ 6 N/m
- গ 0.6 N/m
- ঘ 0.06 N/m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.06 N/m
পৃষ্ঠশক্তি সংখ্যাগতভাবে পৃষ্ঠটানের সমান, তাই পৃষ্ঠশক্তি = 0.06 Jm−2 = 0.06 Nm−1।
পৃষ্ঠশক্তি: তরলের মুক্ত তলের ক্ষেত্রফল সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় একক পরিমাণ বাড়াতে কৃতকাজ।
পৃষ্ঠটান T হলে ক্ষেত্রফল ΔA বাড়াতে কাজ W = TΔA, একক ক্ষেত্রফলে WΔA = T।
Jm−2 = Nm × m−2 = Nm−1, তাই দুটির একক ও মাত্রা [MT−2] একই। -
৫৮৩
কোন ধর্মের কারণে পানির ফোঁটা গোলাকৃতি হয়?
- ক তলটান
- খ সান্দ্রতা
- গ কৈশিকতা
- ঘ স্থিতিস্থাপকতা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তলটান
তলটান বা পৃষ্ঠটানের কারণে পানির ফোঁটা গোলাকার হয়।
পৃষ্ঠটান তরলের মুক্ত তলকে সংকুচিত করে ন্যূনতম ক্ষেত্রফলে রাখতে চায়; নির্দিষ্ট আয়তনে গোলকের পৃষ্ঠক্ষেত্রফল সবচেয়ে কম।
একই কারণে বৃষ্টির ফোঁটা, পারদের ছোট ফোঁটা ও সাবানের বুদবুদ গোলাকার হয়।
সান্দ্রতা হলো প্রবাহে বাধাদানের ধর্ম; কৈশিকতা হলো সরু নলে তরলের উঠা-নামা; স্থিতিস্থাপকতা হলো বিকৃতির পর পূর্বাবস্থায় ফেরার ধর্ম। -
৫৮৪
η সান্দ্রতা গুণাঙ্কবিশিষ্ট মাধ্যমে R ব্যাসার্ধের একটি গোলাকার বল v প্রান্তিক বেগে পড়লে ক্রিয়াশীল সান্দ্র বল F হবে—
- ক F ∝ R এবং F ∝ 1v
- খ F ∝ R এবং F ∝ v
- গ F ∝ 1R এবং F ∝ 1v
- ঘ F ∝ 1R এবং F ∝ v
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) F ∝ R এবং F ∝ v
স্টোকসের সূত্র অনুযায়ী F = 6πηRv, তাই F ∝ R এবং F ∝ v।
সান্দ্র বল গোলকের ব্যাসার্ধ R, প্রান্তিক বেগ v ও মাধ্যমের সান্দ্রতাঙ্ক η — তিনটিরই সমানুপাতিক।
প্রান্তবেগে পৌঁছালে ওজন = প্লবতা + সান্দ্র বল, ফলে লব্ধি বল শূন্য ও বেগ ধ্রুব।
প্রান্তবেগ v = 2r2(ρ − σ)g9η, অর্থাৎ v ∝ r2। -
৫৮৫
দৈর্ঘ্য বিকৃতি বনাম পার্শ্ব বিকৃতির লেখচিত্রের প্রকৃতি কোনটি?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ)
লেখচিত্রটি মূলবিন্দুগামী সরলরেখা (ঘ)।
পয়সনের অনুপাত σ = পার্শ্ব বিকৃতি/দৈর্ঘ্য বিকৃতি = ধ্রুবক (স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে)।
∴ পার্শ্ব বিকৃতি = σ × দৈর্ঘ্য বিকৃতি, যা y = mx আকারের; ঢাল = σ।
দৈর্ঘ্য বিকৃতি শূন্য হলে পার্শ্ব বিকৃতিও শূন্য, তাই রেখা মূলবিন্দু দিয়ে যায়; ছেদক থাকা রেখা বা বক্ররেখা সঠিক নয়। -
৫৮৬
কোনো তারকে কেটে সমান দুই টুকরা করা হলো। এতে তারের অসহ ভার হবে—
- ক পূর্বের অর্ধেক
- খ পূর্বের সমান
- গ পূর্বের দ্বিগুণ
- ঘ পূর্বের এক-চতুর্থাংশ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পূর্বের সমান
অসহ ভার পূর্বের সমান থাকবে।
অসহ ভার = অসহ পীড়ন × প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল; অসহ পীড়ন উপাদানের ধর্ম, আর কাটলে প্রস্থচ্ছেদ A বদলায় না।
তারের দৈর্ঘ্য অসহ ভারকে প্রভাবিত করে না; তবে ব্যাসার্ধ দ্বিগুণ হলে A চারগুণ, তাই অসহ ভার চারগুণ হয়।
যে পীড়নে তার ছিঁড়ে যায় তা অসহ পীড়ন; যে ভারে তারে অসহ পীড়ন সৃষ্টি হয় সেটিই অসহ ভার। -
৫৮৭
1 m লম্বা ও 1mm ব্যাসের তারকে বল প্রয়োগে 0.025 cm দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করা হলো। ব্যাস হ্রাস কত? [σ = 0.1]
- ক 1.5 × 105 mm
- খ 2.5 × 10−5 mm
- গ 3.5 × 105 mm
- ঘ 2.5 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.5 × 10−5 mm
এখানে, L = 1 m, D = 1 mm, l = 0.025 cm = 2.5 × 10−4 m, σ = 0.1
আমরা জানি, σ = ΔDDlL
∴ ΔD = σ × lL × D = 0.1 × (2.5 × 10−41) × 1 mm = 2.5 × 10−5 mm
ব্যাস হ্রাসের জন্য ব্যাসার্ধ বা ব্যাস যেকোনোটির আপেক্ষিক পরিবর্তন একই, তাই সরাসরি D নেওয়া যায়। -
৫৮৮
স্থিতিস্থাপকতা সম্পর্কে বলা হয়, ইহা—
i. তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তন হয়
ii. ভেজালের উপস্থিতিতে পরিবর্তন হয়
iii. পদার্থের আকৃতির ওপর নির্ভর করে
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: ক) i ও ii
বিবৃতি i ও ii সঠিক।
i. তাপমাত্রা বাড়লে সাধারণত স্থিতিস্থাপকতা কমে (ইনভার-এর মতো সংকর ধাতু ব্যতিক্রম) — সঠিক।
ii. ভেজাল মেশালে স্থিতিস্থাপকতা বাড়ে বা কমে (যেমন সোনায় সামান্য তামা মেশালে বাড়ে) — সঠিক।
iii. স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক উপাদানের ধর্ম; বস্তুর আকৃতি বা মাত্রার ওপর নির্ভর করে না — সঠিক নয়।
এ ছাড়া আঘাত, ঘষা, আনিলিং ও বারবার পীড়ন প্রয়োগেও স্থিতিস্থাপকতা বদলায়। -
৫৮৯
স্পর্শকোণ θ হলে—
i. কাচ ও পানির ক্ষেত্রে 0° < θ < 90°
ii. পারদ ও কাচের ক্ষেত্রে 0° < θ < 180°
iii. কাচ ও কেরোসিনের ক্ষেত্রে 0° < θ < 90°
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ ii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
তিনটি বিবৃতিই প্রদত্ত সীমার মধ্যে পড়ে।
i. সাধারণ পানি ও কাচের স্পর্শকোণ প্রায় 8° (সূক্ষ্মকোণ), তাই 0° < θ < 90° — সঠিক।
ii. পারদ ও কাচের স্পর্শকোণ প্রায় 139° (স্থূলকোণ), যা 0° ও 180°-এর মধ্যে — সঠিক।
iii. কেরোসিন ও কাচের স্পর্শকোণ প্রায় 26° (সূক্ষ্মকোণ) — সঠিক।
θ < 90° হলে তরল কঠিনকে ভেজায় ও কৈশিক নলে উঠে; θ > 90° হলে ভেজায় না ও নেমে যায়; বিশুদ্ধ পানি ও পরিষ্কার কাচে θ ≈ 0°, রুপা ও পানিতে θ = 90°। -
৫৯০
vC = সংকট বেগ, η = তরলের সান্দ্রতাঙ্ক, ρ = তরলের ঘনত্ব, r = নলের ব্যাসার্ধ হলে কোন লেখচিত্রটি সঠিক?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ)
সংকট বেগ vC = Kηρr, যেখানে K = রেনল্ড সংখ্যা।
∴ vC ∝ 1r, তাই vC বনাম 1r লেখ মূলবিন্দুগামী সরলরেখা (খ)।
vC ∝ η, তাই vC বনাম 1η লেখ অধিবৃত্ত আকৃতির হবে, সরলরেখা নয়।
vC ∝ 1ρ, তাই ρ বাড়লে vC কমে; vC বনাম ρ লেখ ঊর্ধ্বমুখী সরলরেখা বা অনুভূমিক রেখা কোনোটিই নয়।
সংকট বেগের চেয়ে কম বেগে প্রবাহ ধারারেখ, বেশি বেগে প্রবাহ বিক্ষিপ্ত। -
৫৯১
নিচের কোন রাশিটি মাত্রাবিহীন?
- ক বিকৃতি
- খ পীড়ন
- গ ইয়ং গুণাঙ্ক
- ঘ দৃঢ়তার গুণাঙ্ক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বিকৃতি
বিকৃতি মাত্রাবিহীন ও এককবিহীন রাশি।
বিকৃতি = আকার বা আয়তনের পরিবর্তন/আদি আকার বা আয়তন (যেমন lL), অর্থাৎ একই রাশির অনুপাত।
পীড়ন = বলক্ষেত্রফল, মাত্রা [ML−1T−2], একক Nm−2 বা Pa।
ইয়ং গুণাঙ্ক ও দৃঢ়তার গুণাঙ্ক = পীড়ন/বিকৃতি, তাই এদের মাত্রাও [ML−1T−2]। -
৫৯২
1m দীর্ঘ একটি তারে 105 Nm−2 বল প্রয়োগে এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পেল 0.001m। তারটির ইয়ং গুণাঙ্ক কত?
- ক 10−7 Nm−2
- খ 10−3 Nm−2
- গ 107 Nm−2
- ঘ 108 Nm−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 108 Nm−2
এখানে, L = 1 m, পীড়ন FA = 105 Nm−2, l = 0.001 m
আমরা জানি, Y = FAlL
∴ Y = 1050.0011 = 10510−3 = 108 Nm−2
Nm−2 এককটি পীড়নের, তাই প্রদত্ত 105 Nm−2 হলো একক ক্ষেত্রফলে প্রযুক্ত বল। -
৫৯৩
আয়তন গুণাঙ্কের অন্য নাম কী?
- ক অসংনম্যতা
- খ সংনম্যতা
- গ কাঠিন্যের গুণাঙ্ক
- ঘ ইয়ং-এর গুণাঙ্ক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অসংনম্যতা
আয়তন গুণাঙ্কের অন্য নাম অসংনম্যতা (incompressibility)।
আয়তন গুণাঙ্ক K = আয়তন পীড়ন/আয়তন বিকৃতি = PΔVV।
K যত বেশি, পদার্থকে সংকুচিত করা তত কঠিন, তাই একে অসংনম্যতা বলে।
এর বিপরীত রাশি 1K হলো সংনম্যতা; কাঠিন্যের গুণাঙ্ক (দৃঢ়তার গুণাঙ্ক) আকার বিকৃতির সাথে এবং ইয়ং গুণাঙ্ক দৈর্ঘ্য বিকৃতির সাথে সম্পর্কিত। -
৫৯৪
একটি কৈশিক নলের ব্যাস 0.4 mm। একে 72 × 10−3 N/m পৃষ্ঠটান এবং 103 kg m−3 ঘনত্বের পানিতে ডুবানো হলো।
নলের কত উচ্চতায় পানি উঠবে?- ক 7.3469 m
- খ 0.73469 m
- গ 0.073469 m
- ঘ 0.00734 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.073469 m
এখানে, r = 0.42 mm = 0.2 × 10−3 m, T = 72 × 10−3 Nm−1, ρ = 103 kgm−3, g = 9.8 ms−2, পানি ও কাচে θ ≈ 0°
আমরা জানি, h = 2T cosθrρg
∴ h = 2 × 72 × 10−3 × 10.2 × 10−3 × 103 × 9.8 = 0.1441.96 = 0.073469 m
সূত্রে ব্যাস নয়, ব্যাসার্ধ বসাতে হয়। -
৫৯৫
একটি কৈশিক নলের ব্যাস 0.4 mm। একে 72 × 10−3 N/m পৃষ্ঠটান এবং 103 kg m−3 ঘনত্বের পানিতে ডুবানো হলো।
ব্যাসার্ধ দ্বিগুণ হলে নলের কত উচ্চতায় পানি উঠবে?- ক 0.00367 m
- খ 0.03673 m
- গ 0.3673 m
- ঘ 3.6734 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.03673 m
এখানে, r' = 2r = 0.4 × 10−3 m, T = 72 × 10−3 Nm−1, ρ = 103 kgm−3, g = 9.8 ms−2, θ ≈ 0°
আমরা জানি, h = 2T cosθrρg, অর্থাৎ h ∝ 1r
∴ h' = 2 × 72 × 10−30.4 × 10−3 × 103 × 9.8 = 0.1443.92 = 0.03673 m
ব্যাসার্ধ দ্বিগুণ হলে উচ্চতা আগের (0.073469 m) অর্ধেক হয় — জুরিনের সূত্র hr = ধ্রুবক। -
৫৯৬
চিত্রে একটি ধাতব তারের জন্য দৈর্ঘ্য পীড়ন—দৈর্ঘ্য বিকৃতি লেখ দেখানো হলো :
তারটির উপাদানের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক কত?- ক 7.2 × 109 Nm−2
- খ 3.6 × 1010 Nm−2
- গ 4.8 × 1010 Nm−2
- ঘ 1.8 × 1011 Nm−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.8 × 1011 Nm−2
এখানে, সমানুপাতিক সীমা P-তে দৈর্ঘ্য পীড়ন = 3.6 × 1010 Nm−2, দৈর্ঘ্য বিকৃতি = 0.2
আমরা জানি, Y = দৈর্ঘ্য পীড়ন/দৈর্ঘ্য বিকৃতি
∴ Y = 3.6 × 10100.2 = 1.8 × 1011 Nm−2
লেখের OP অংশ সরলরেখা (হুকের সূত্র মেনে চলে), তাই ঐ অংশের ঢালই ইয়ং গুণাঙ্ক। -
৫৯৭
চিত্রে একটি ধাতব তারের জন্য দৈর্ঘ্য পীড়ন—দৈর্ঘ্য বিকৃতি লেখ দেখানো হলো :
তারটির ওপর পীড়ন—
i. 4.8 × 1010 Nm−2-এর চেয়ে বেশি হলে তারটি ছিঁড়ে যাবে
ii. 4.2 × 1010 Nm−2 হলে তারটির স্থায়ী বিকৃতি হবে
iii. 3.6 × 1010 Nm−2-এর চেয়ে কম হলে কোনো বিকৃতি ঘটবে না
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: ক) i ও ii
বিবৃতি i ও ii সঠিক।
i. S বিন্দুতে পীড়ন 4.8 × 1010 Nm−2, এটিই অসহ পীড়ন; এর বেশি হলে তার ছিঁড়ে যাবে — সঠিক।
ii. 4.2 × 1010 Nm−2 পীড়ন স্থিতিস্থাপক সীমা P (3.6 × 1010 Nm−2)-এর বেশি, তাই বল সরালেও তার পূর্বাবস্থায় ফিরবে না, স্থায়ী বিকৃতি হবে — সঠিক।
iii. 3.6 × 1010 Nm−2-এর চেয়ে কম পীড়নেও বিকৃতি ঘটে (লেখের OP অংশে পীড়ন বাড়লে বিকৃতি বাড়ে, যেমন P-তে বিকৃতি 0.2), কেবল বিকৃতিটি স্থায়ী হয় না — লেখা অনুযায়ী সঠিক নয়।
P থেকে S পর্যন্ত অংশে তারের নমনীয় প্রবাহ ঘটে; S-কে ভঙ্গুর বা ছেদন বিন্দু বলে। -
৫৯৮
সংনম্যতার ক্ষেত্রে—
i. চারদিক থেকে সমান চাপ প্রয়োগে আয়তন কমে যায়
ii. পদার্থের অনুসমূহের মধ্যে ফাঁক থাকে
iii. আয়তনের স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্কের বিপরীত রাশি
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
তিনটি বিবৃতিই সঠিক।
i. চারদিক থেকে সমান চাপ (আয়তন পীড়ন) প্রয়োগে বস্তুর আয়তন কমে; একক চাপে আয়তনের আপেক্ষিক হ্রাসই সংনম্যতা — সঠিক।
ii. অণুগুলোর মধ্যে ফাঁক থাকায় চাপে অণুগুলো কাছাকাছি আসে ও আয়তন কমে; গ্যাসে ফাঁক বেশি, তাই সংনম্যতাও বেশি — সঠিক।
iii. সংনম্যতা = 1K, অর্থাৎ আয়তনের স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্কের বিপরীত রাশি — সঠিক।
সংনম্যতার একক N−1m2 বা Pa−1। -
৫৯৯
কোন অবস্থায় অনুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল সর্বাধিক হয়?
- ক কঠিন
- খ তরল
- গ বায়বীয়
- ঘ প্লাজমা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কঠিন
কঠিন অবস্থায় অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল সর্বাধিক।
কঠিনে অণুগুলো খুব কাছাকাছি নির্দিষ্ট অবস্থানে থেকে কেবল কম্পিত হয়, তাই এর নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন থাকে।
তরলে আকর্ষণ বল কঠিনের চেয়ে কম — আয়তন নির্দিষ্ট কিন্তু আকার নির্দিষ্ট নয়।
গ্যাসে আন্তঃআণবিক বল নগণ্য; প্লাজমা হলো আয়নিত গ্যাস, যেখানে ইলেকট্রন ও আয়ন মুক্তভাবে থাকে। -
৬০০
নিচের কোন বন্ধনটি সকল অণুতে বিদ্যমান?
- ক ধাতব
- খ সমযোজী
- গ আয়নিক
- ঘ ভানডার ওয়ালস
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ভানডার ওয়ালস
ভ্যানডার ওয়ালস বন্ধন (বল) সকল অণুতে বিদ্যমান।
যেকোনো অণুতে ইলেকট্রন মেঘের ক্ষণস্থায়ী অসম বণ্টনে অস্থায়ী ডাইপোল তৈরি হয়, যা পাশের অণুতে ডাইপোল আবিষ্ট করে দুর্বল আকর্ষণ সৃষ্টি করে; তাই এটি সব অণুর মধ্যে থাকে, এমনকি নিষ্ক্রিয় গ্যাসেও।
সমযোজী বন্ধন: পরমাণুর মধ্যে ইলেকট্রন শেয়ার (H2, Cl2, H2O); আয়নিক বা তড়িৎযোজী বন্ধন: ইলেকট্রন আদান-প্রদান (NaCl); ধাতব বন্ধন: ধনাত্মক আয়ন ও মুক্ত ইলেকট্রন মেঘ (Cu, Na)।
ভ্যানডার ওয়ালস বন্ধন সবচেয়ে দুর্বল; এটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস তরলীকরণ ও আণবিক কেলাস গঠনের জন্য দায়ী।
পদার্থের গাঠনিক ধর্ম নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।