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 ২২/৩৫
-
৪২১
500 g ভরের একটি বস্তুকে স্থির অবস্থান থেকে 2 N বল প্রয়োগে 1 m দূরত্বে সরানো হলো। বস্তুটির ওপর কী পরিমাণ কাজ করা হলো?
- ক 9.8 J
- খ 0.5J
- গ 2J
- ঘ 4.9 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2J
W=FS=2×1=2 J (বল ও সরণ একই দিকে)। -
৪২২
একটি রাইফেলের গুলির বেগ যদি দ্বিগুণ করা হয় তাহলে এর গতিশক্তি কতগুণ হবে?
- ক 2 গুণ
- খ 3 গুণ
- গ 4 গুণ
- ঘ 6 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4 গুণ
K ∝ v2। বেগ দ্বিগুণ হলে গতিশক্তি 22=4 গুণ। -
৪২৩
50 kg ভরের একটি বস্তুর ভরবেগ 50 kg m s-1 হলে এর গতিশক্তি কত?
- ক 25 J
- খ 50 J
- গ 100 J
- ঘ 500 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 25 J
K=p22m=5022×50=2500100=25 J। -
৪২৪
কোনো বস্তুর গতিশক্তি 300% বৃদ্ধি করা হলে, উক্ত বস্তুর ভরবেগ বাড়বে
- ক 100%
- খ 150%
- গ 200%
- ঘ 400%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 100%
K′=4K (300% বৃদ্ধি মানে চারগুণ)। p ∝ √K ⇒ p′=2p, অর্থাৎ 100% বৃদ্ধি। -
৪২৫
একটি বস্তুর ভরবেগ দ্বিগুণ করা হলে গতিশক্তি
- ক চারগুণ হয়
- খ একই থাকে
- গ আটগুণ হয়
- ঘ দ্বিগুণ হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) চারগুণ হয়
K=p22m ⇒ K ∝ p2। p দ্বিগুণ হলে K চারগুণ। -
৪২৬
কোনো বস্তুর ভরবেগ দ্বিগুণ করা হলে গতিশক্তি কত হবে?
- ক দ্বিগুণ
- খ আটগুণ
- গ একই থাকে
- ঘ চারগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) চারগুণ
K=p22m ⇒ p দ্বিগুণ হলে K চারগুণ। -
৪২৭
পড়ন্ত অবস্থায় ভূমি হতে 5 m উঁচুতে বিভবশক্তি ও গতিশক্তির অনুপাত কোনটি?
দেওয়া আছে: g = 10 m s−2- ক 1∶2
- খ 1∶3
- গ 1∶4
- ঘ 2∶4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1∶3
পড়ন্ত বস্তুর মোট উচ্চতা H হলে, ভূমি থেকে h উচ্চতায় বিভব শক্তি = mgh, গতিশক্তি = mg(H − h)
∴ বিভব শক্তি : গতিশক্তি = h : (H − h)
এখানে h = 5 m; উত্তর 1:3 পেতে H = 20 m ধরা হয়েছে: 5 : (20 − 5) = 5 : 15 = 1 : 3
শর্টকাট: অনুপাত = h : (H − h), g বা ভর লাগে না। -
৪২৮
স্প্রিংকে প্রসারিত করলে এর মধ্যে কোন ধরনের শক্তি সঞ্চিত হয়?
- ক বিভব শক্তি
- খ শব্দ শক্তি
- গ গতিশক্তি
- ঘ তাপশক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বিভব শক্তি
প্রসারিত স্প্রিং-এ স্থিতিস্থাপক বিভবশক্তি সঞ্চিত হয়। -
৪২৯
অসংরক্ষণশীল বলের উদাহরণ কোনটি?
- ক সান্দ্রবল
- খ বৈদ্যুতিক বল
- গ চুম্বক বল
- ঘ অভিকর্ষজ বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) সান্দ্রবল
সান্দ্রবল (ও ঘর্ষণ) অসংরক্ষণশীল — এদের কৃতকাজ গতিপথের ওপর নির্ভর করে। বাকিগুলো সংরক্ষণশীল। -
৪৩০
কোন নীতি ব্যবহার করে বস্তুর ভরকে শক্তিতে রূপান্তর করা যায়?
- ক কাজশক্তি উপপাদ্য
- খ আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্ব
- গ যান্ত্রিকশক্তির সংরক্ষণ নীতি
- ঘ প্ল্যাঙ্কের নীতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্ব
E=mc2 — আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্ব ভর ও শক্তির সমতা দেয়। -
৪৩১
নিচের কোনটি সংরক্ষণশীল বলের উদাহরণ নয়?
- ক আদর্শ স্প্রিং-এর বল
- খ ঘর্ষণ বল
- গ অভিকর্ষীয় বল
- ঘ বৈদ্যুতিক বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ঘর্ষণ বল
ঘর্ষণ বল অসংরক্ষণশীল; বাকিগুলো সংরক্ষণশীল। -
৪৩২
20 m উঁচু থেকে একটি বল বালির মধ্যে পতিত হলে বালির মধ্যে1m ঢুকে থেমে গেল, এক্ষেত্রে নিচের কোনটি
সংরক্ষিত থাকবে?- ক শুধু গতিশক্তি
- খ ভরবেগ ও গতিশক্তি উভয়ই
- গ শুধু ভরবেগ
- ঘ প্রযুক্ত বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) শুধু ভরবেগ
বালিতে ঘর্ষণ কাজ করে বলে গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় — গতিশক্তি সংরক্ষিত হয় না। কিন্তু বাহ্যিক ঘাত না থাকায় ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে। -
৪৩৩
ওয়াট-এর সাথে অশ্বক্ষমতার সম্পর্ক কোনটি?
- ক 1 hp = 550 W
- খ 1 hp = 746W
- গ 1 hp = 3.6×106 W
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1 hp = 746W
অশ্বক্ষমতা (horse power): 1 hp = 746 W ≈ 0.746 kW।
550 সংখ্যাটি আসে ব্রিটিশ এককে: 1 hp = 550 ft lb s−1, ওয়াটে নয়।
3.6 × 106 হলো 1 kWh-এর জুল মান (শক্তি), ক্ষমতা নয়।
ক্ষমতার SI একক W = J s−1, মাত্রা ML2T−3। -
৪৩৪
20 kg ভরের একজন বালক প্রতিটি 25 cm উঁচু 20টি সিঁড়ি 10 s-এ উঠতে পারে।
বালকটি কর্তৃক কৃতকাজের পরিমাণ কত?- ক 900 J
- খ 980 J
- গ 1000 J
- ঘ 1080 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 980 J
এখানে, m = 20 kg, মোট উচ্চতা h = 20 × 0.25 m = 5 m, g = 9.8 m s−2
অভিকর্ষের বিরুদ্ধে কাজ W = mgh = 20 × 9.8 × 5 = 980 J
কাজ শুধু উল্লম্ব উচ্চতার ওপর নির্ভর করে, সময় (10 s) এখানে লাগে না। -
৪৩৫
20 kg ভরের একজন বালক প্রতিটি 25 cm উঁচু 20টি সিঁড়ি 10 s-এ উঠতে পারে।
বালকটির ক্ষমতা কত?- ক 90 W
- খ 98 W
- গ 100 W
- ঘ 108 W
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 98 W
এখানে, m = 20 kg, মোট উচ্চতা h = 20 × 25 cm = 500 cm = 5 m, t = 10 s, g = 9.8 m s−2
কাজ W = mgh = 20 × 9.8 × 5 = 980 J
ক্ষমতা P = Wt = 98010 = 98 W
শর্টকাট: P = mght সরাসরি বসাও। -
৪৩৬
20 ওয়াট ক্ষমতা বলতে কী বোঝায়?
- ক 1 সেকেন্ডে 20 জুল কাজ
- খ 1 ঘণ্টায় 20 জুল কাজ
- গ 20 সেকেন্ডে 1 জুল কাজ
- ঘ 1 মিনিটে 20 জুল কাজ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1 সেকেন্ডে 20 জুল কাজ
1 W = 1 J s-1, তাই 20 W মানে প্রতি সেকেন্ডে 20 জুল কাজ। -
৪৩৭
একটি বস্তুর ভরবেগ দ্বিগুণ করা হলে গতিশক্তি কত হবে?
- ক একই থাকে
- খ দ্বিগুণ
- গ আটগুণ
- ঘ চারগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) চারগুণ
এখানে, ভরবেগ p′ = 2p, ভর m অপরিবর্তিত
E = p22m ⇒ E′ = (2p)22m = 4 × p22m = 4E
অর্থাৎ গতিশক্তি চারগুণ হবে।
শর্টকাট: m স্থির হলে E ∝ p2, তাই ভরবেগ n গুণ হলে গতিশক্তি n2 গুণ। -
৪৩৮
বিদ্যুৎ উৎপাদনে পানির কোন শক্তিকে/ধরনকে কাজে লাগানো হয়?
- ক গতিশক্তি
- খ বিভবশক্তি
- গ শব্দ শক্তি
- ঘ পৃষ্ঠটান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বিভবশক্তি
জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে বাঁধ দিয়ে পানিকে উঁচুতে জমিয়ে রাখা হয়, এতে সঞ্চিত মহাকর্ষীয় বিভব শক্তি Ep = mgh কাজে লাগানো হয়।
পানি নিচে নামার সময় এই বিভব শক্তি গতিশক্তিতে, টারবাইনে যান্ত্রিক শক্তিতে ও জেনারেটরে বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
শক্তির নিত্যতা সূত্র অনুসারে মোট শক্তি অপরিবর্তিত থাকে; বাঁধ যত উঁচু, h তত বেশি, উৎপাদিত শক্তিও তত বেশি। -
৪৩৯
কোনটি ক্ষমতার একক নয়?
- ক J/s
- খ HP
- গ Watt
- ঘ kW-h
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) kW-h
kWh হলো ক্ষমতা × সময়, অর্থাৎ কাজ বা শক্তির একক, ক্ষমতার নয়: 1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 106 J।
ক্ষমতা P = Wt, SI একক watt (W) = J s−1, মাত্রা ML2T−3।
অন্যান্য ক্ষমতার একক: kW, MW, অশ্বক্ষমতা (1 hp = 746 W)।
আরও সম্পর্ক: P = Fv = VI = I2R = V2R। -
৪৪০
2 kg ভরের একটি বস্তু 3 m উচ্চতা থেকে পড়ে তাপে রূপান্তরিত হলে তাপের পরিমাণ কত হবে?
- ক 14.01 cal
- খ 20.01 cal
- গ 24.01 cal
- ঘ 34.01 cal
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 14.01 cal
এখানে, m = 2 kg, h = 3 m, g = 9.8 m s−2, J = 4.2 J cal−1
পতনে বিভব শক্তি W = mgh = 2 × 9.8 × 3 = 58.8 J
তাপ Q = WJ = 58.84.2 = 14 cal ≈ 14.01 cal (J = 4.197 ধরলে)
W = JH সূত্রে J হলো তাপের যান্ত্রিক সমতা, 1 cal = 4.2 J।
কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।