কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৫ম অধ্যায়। এখানে ৬৮২টি 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।
৬৮২ প্রশ্ন
১ম পত্র
অধ্যায় ৫
পাতা ১৬/৩৫
-
৩০১
60 m উচ্চতা থেকে একটি বস্তুকে বিনাবাধায় পড়তে দিলে ভূমি থেকে কত উচ্চতায় এর গতিশক্তি বিভব শক্তির তিনগুণ হবে?
- ক 15 m
- খ 30 m
- গ 10 m
- ঘ 16.67 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 15 m
mg(60−y)=3mgy ⇒ 60=4y ⇒ y=15 m। -
৩০২
100 gm ভর ও 1 cm পুরুত্বের একটি মিটার স্কেল খাড়া অবস্থা হতে ভূমিতে পড়ে গেলো।
স্কেলটির ভরকেন্দ্রের সরণ কত cm ?
দেওয়া আছে: g = 9.8m s-2- ক 100.0
- খ 99.5
- গ 50.0
- ঘ 49.5
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 49.5
খাড়া অবস্থায় ভরকেন্দ্র 50 cm উঁচুতে, শুয়ে পড়লে 12 cm উঁচুতে। সরণ = 50−0.5 = 49.5 cm। -
৩০৩
100 gm ভর ও 1 cm পুরুত্বের একটি মিটার স্কেল খাড়া অবস্থা হতে ভূমিতে পড়ে গেলো।
অভিকর্ষজ বল দ্বারা কৃতকাজ কত J?
দেওয়া আছে: g = 9.8m s-2- ক 0.4851
- খ 0.9751
- গ 0.4900
- ঘ 0.9800
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.4851
W=mgh=0.1×9.8×0.495=0.4851 J। -
৩০৪
ভূমিতে অনুভূমিকভাবে থাকা 2 kg ভরের এবং 104 cm দৈর্ঘ্য, প্রস্থ 4 cm ও 4 cm পুরুত্বের আয়তাকার দণ্ডকে উল্লম্ব অবস্থায় আনতে 'কী পরিমাণ কাজ সম্পাদিত হবে?
- ক 9.41 J
- খ 9.8 J
- গ 10.19 J
- ঘ 20.38 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 9.8 J
অনুভূমিক অবস্থায় ভরকেন্দ্র 42=2 cm, খাড়া অবস্থায় 1042=52 cm। h=50 cm=0.5 m ⇒ W=2×9.8×0.5=9.8 J। -
৩০৫
1 km উচ্চতা থেকে একটি বস্তুকে বিনাবাধায় পড়তে দিলে ভূমি হতে কত উচ্চতায় এর স্থিতিশক্তি গতি শক্তির 34 হবে?
- ক 429 m
- খ 333 m
- গ 420 m
- ঘ 500 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 429 m
PE=34KE ⇒ mgy=34mg(h−y) ⇒ 4y=3h−3y ⇒ y=3h7=3×10007≈429 m। -
৩০৬
সংরক্ষণশীল বল হলো-
i. মহাকর্ষ বল
ii. আদর্শ স্প্রিং বল
iii. সান্দ্র বল
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
(i) ✓ মহাকর্ষ ও (ii) ✓ আদর্শ স্প্রিং বল সংরক্ষণশীল; (iii) ✗ সান্দ্র বল অসংরক্ষণশীল। -
৩০৭
0.5 kg ভরের এক টুকরো শিলা 1.5 km উচ্চতার মেঘ হতে ভূমিতে পতিত হলো। ভূমি স্পর্শ করার মুহূর্তে তার গতিশক্তি কত?
- ক 4900 J
- খ 7350 J
- গ 14,700 J
- ঘ 2450 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7350 J
K=mgh=0.5×9.8×1500=7350 J। -
৩০৮
অসংরক্ষণশীল বলের ক্রিয়ায়
- ক পূর্ণচক্রে কাজের পরিমাণ শূন্য
- খ কৃতকাজ বস্তুর গতিপথের ওপর নির্ভরশীল নয়
- গ সম্পাদিত কাজ পুনরুদ্ধার করা সম্ভব
- ঘ যান্ত্রিক শক্তির নিত্যতা সংরক্ষিত হয় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) যান্ত্রিক শক্তির নিত্যতা সংরক্ষিত হয় না
অসংরক্ষণশীল বলে কৃতকাজ গতিপথনির্ভর, পূর্ণচক্রে শূন্য নয় এবং যান্ত্রিক শক্তির নিত্যতা বজায় থাকে না। -
৩০৯
সংরক্ষণশীল বলের ক্ষেত্রে-
i. পূর্ণচক্রে মোট কাজ শূন্য নয়
ii. গতিপথের ওপর নির্ভর করে না
iii. প্রকৃষ্ট উদাহরণ আদর্শ স্প্রিং বল
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: গ) ii ও iii
(i) ✗ সংরক্ষণশীল বলে পূর্ণচক্রে মোট কাজ শূন্যই হয়। (ii) ✓ কাজ গতিপথনিরপেক্ষ। (iii) ✓ আদর্শ স্প্রিং বল সংরক্ষণশীল বলের প্রকৃষ্ট উদাহরণ। -
৩১০
10 m উচ্চতা থেকে 10 kg ভরের একটি হাতুড়ি পেরেকে আঘাতপ্রাপ্ত হয়ে 5 cm নিচে ঢুকে গেল। মাটির গড় বাধাদানকারী বল কত?
- ক 19698 N
- খ 2000 N
- গ 19968 N
- ঘ 19869 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 19698 N
কার্য-শক্তি উপপাদ্য: mg(h+d)=F·d ⇒ F=10×9.8×(10+0.05)0.05=984.90.05≈19698 N। -
৩১১
সংরক্ষণশীল বলের ক্রিয়ার ক্ষেত্রে নিচের কোনটি সঠিক নয়?
- ক পূর্ণচক্রে কাজের পরিমাণ শূন্য হয়
- খ কৃতকাজ গতিপথের ওপর নির্ভরশীল
- গ সম্পাদিত কাজ পুনরুদ্ধার করা সম্ভব
- ঘ যান্ত্রিক শক্তির নিত্যতা বজায় থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) কৃতকাজ গতিপথের ওপর নির্ভরশীল
সংরক্ষণশীল বলে কৃতকাজ কেবল আদি ও শেষ অবস্থানের ওপর নির্ভর করে, গতিপথের ওপর নয়। তাই (খ) সঠিক নয়। -
৩১২
কিলোওয়াট-ঘণ্টা নিচের কোন রাশিটির একক নয়?
- ক ক্ষমতা
- খ কাজ
- গ শক্তি
- ঘ বিদ্যুৎশক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ক্ষমতা
kWh = kW × h = ক্ষমতা × সময় = কাজ বা শক্তি। এটি ক্ষমতার একক নয়। -
৩১৩
নিচের কোনটি ক্ষমতার একক নয়?
- ক অশ্বক্ষমতা
- খ জুল/সেকেন্ড
- গ ওয়াট
- ঘ জুল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) জুল
জুল কাজ বা শক্তির একক; অশ্বক্ষমতা, জুল/সেকেন্ড ও ওয়াট ক্ষমতার একক। -
৩১৪
পাম্পের পানির ট্যাঙ্কে 100 s সময়ে 1000 kg পানি ওঠানো যায়। ট্যাঙ্কের পানির গড় উচ্চতা 20 m হলে পাম্পের ক্ষমতা কত?
- ক 0.98 K W
- খ 1.46 kW
- গ 1.96 kW
- ঘ 2.64 kW
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.96 kW
P=mght=1000×9.8×20100=1960 W = 1.96 kW। -
৩১৫
কোনো প্রক্রিয়ায় মোট প্রদত্ত শক্তি Ein এর একটি অংশ কার্যকর শক্তি u -তে রূপান্তরিত হয় এবং বাকি শক্তি W অপচয় হয়। প্রক্রিয়াটির দক্ষতা কত?
- ক u-WEin ×100%
- খ WEin ×100%
- গ uEin ×100%
- ঘ u+WEin ×100%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) uEin ×100%
দক্ষতা = কার্যকর শক্তিমোট প্রদত্ত শক্তি×100% = uEin×100%। -
৩১৬
15 ওয়াট ক্ষমতা বলতে কী বোঝায়?
- ক 1 সেকেন্ডে 15 জুল কাজ
- খ 3 সেকেন্ডে 5 জুল কাজ
- গ 5 সেকেন্ডে 3 জুল কাজ
- ঘ 15 সেকেন্ডে1 জুল কাজ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1 সেকেন্ডে 15 জুল কাজ
1 W = 1 J s-1; তাই 15 W মানে প্রতি সেকেন্ডে 15 জুল কাজ। -
৩১৭
অদ্রির মতে-
i. কোনো বল দ্বারা কৃতকাজ বল ও সরণের অন্তর্ভুক্ত কোণের ওপর নির্ভরশীল নয়
ii. বস্তুর বেগ তিনগুণ হলে গতিশক্তি নয়গুণ হয়ে যাবে
iii. নির্দিষ্ট পরিমাণ কাজ করার ক্ষেত্রে ক্ষমতা সময়ের ব্যস্তানুপাতিক
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ii ও iii
(i) ✗ কাজ W=FS cosθ — কোণের ওপর নির্ভরশীল। (ii) ✓ K ∝ v2, বেগ তিনগুণ হলে নয়গুণ। (iii) ✓ P=Wt, নির্দিষ্ট W-এর জন্য P ∝ 1t। -
৩১৮
একটি পানিপূর্ণ কূপের গভীরতা ও ব্যাস যথাক্রমে 10 m ও 4 m। একটি পাম্প 20 মিনিটে কূপটিকে পানিশূন্য করতে পারে। পাম্প-এর অশ্বক্ষমতা নির্ণয় করো।
- ক 5.1 hp
- খ 51.28 hp
- গ 6.87 hp
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 6.87 hp
পানির আয়তন = πr2h = π(2)2(10) = 125.66 m3 ⇒ ভর ≈ 1.2566×105 kg। ভরকেন্দ্র 5 m তুলতে হয়: W = 1.2566×105×9.8×5 = 6.16×106 J। P=6.16×1061200=5131 W = 5131746≈6.87 hp। -
৩১৯
একটি মোটর 120 m গভীর কূপ থেকে 5 মিনিটে 400 kg পানি উত্তোলন করতে সক্ষম। মোটরটির অশ্বক্ষমতা কত?
- ক 3 hp
- খ 2.8 hp
- গ 2.5 hp
- ঘ 2.1 hp
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2.1 hp
P=mght=400×9.8×120300=1568 W ⇒ 1568746≈2.1 hp। -
৩২০
60 kg ভরের একজন লোক প্রতিটি 15 cm উঁচু 50টি সিঁড়ি 20 s-এ ওঠাতে পারে। লোকটির অশ্বক্ষমতা কত?
- ক 0.396 hp
- খ 0.496 hp
- গ 0.596 hp
- ঘ 0.296 hp
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.296 hp
উচ্চতা = 50×0.15 = 7.5 m। P=60×9.8×7.520=220.5 W ⇒ 220.5746≈0.296 hp।
কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।