ঢাকা বোর্ড ২০২৬
১. স্লাইড ক্যালিপার্স দিয়ে একটি ঘনবস্তু পরিমাপ করে নিম্নরূপ তথ্য পাওয়া গেল। যেখানে মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম ১৯ ঘর ভার্নিয়ার স্কেলের ২০ ঘরের সমান।
উদ্দীপকের ছবি
উত্তর

স্ক্রু-গজের বৃত্তাকার স্কেল এক ভাগ ঘোরালে স্ক্রুটি যতটুকু সরণ করে, তাকে স্ক্রু-গজের ন্যূনাঙ্ক বলে।

ন্যূনাঙ্ক = স্ক্রুর পিচ/বৃত্তাকার স্কেলের মোট ভাগসংখ্যা।

উত্তর কোনো ভৌত রাশির পরিমাণ Q = nu, যেখানে u নির্বাচিত একক এবং n সংখ্যামান। একই Q-এর জন্য একক u বদলালে n = Q/u অনুসারে সংখ্যামান বদলে যায়। তাই কোনো রাশির পরিমাপ বা সংখ্যামান নির্বাচিত এককের উপর নির্ভর করে।
উত্তর

20টি ভার্নিয়ার ঘর = 19টি মূল স্কেল ঘর এবং 1 MSD = 0.1 cm।

1 VSD = (19/20) × 0.1 = 0.095 cm।

ভার্নিয়ার ধ্রুবক, VC = 1 MSD − 1 VSD = 0.1 − 0.095 = 0.005 cm।

দৈর্ঘ্যের জন্য, 14 + A × 0.005 = 14.06।

অতএব A = 0.06/0.005 = 12।

উত্তর

ভার্নিয়ার ধ্রুবক 0.005 cm-কে প্রতিটি দৈর্ঘ্য পরিমাপের সর্বোচ্চ চূড়ান্ত ত্রুটি ধরা যায়।

প্রস্থ, b = 12 + 8 × 0.005 = 12.04 cm।

উচ্চতা, h = 13 + 10 × 0.005 = 13.05 cm।

আয়তন, V = lbh = 14.06 × 12.04 × 13.05 ≈ 2209.14 cm³।

গুণফলের সর্বোচ্চ আপেক্ষিক ত্রুটি,

ΔV/V = Δl/l + Δb/b + Δh/h

= 0.005/14.06 + 0.005/12.04 + 0.005/13.05

≈ 0.001154।

অতএব আয়তনের শতকরা আপেক্ষিক ত্রুটি ≈ 0.115%। তাই প্রদত্ত পাঠ ও যন্ত্রের ন্যূনাঙ্ক থেকে আয়তনের আপেক্ষিক ত্রুটি পরিমাপ করা সম্ভব।

২. একটি মোটর সাইকেলের বেগ বনাম সময় লেখচিত্র :
উদ্দীপকের ছবি
উত্তর কোনো বস্তু এমনভাবে চললে যে তার সব কণা একই সময়ে একই দিকে সমান দূরত্ব অতিক্রম করে, সেই গতিকে চলন গতি বলে।
উত্তর বেহালার তারকে টেনে ছেড়ে দিলে তার কণাগুলো সাম্য অবস্থার দুই পাশে একই সরলরেখা বরাবর পর্যায়ক্রমে সামনে-পেছনে চলে। সাম্য অবস্থার দিকে প্রত্যাবর্তী বল ক্রিয়া করায় এই পর্যায়বৃত্ত গতি সরল স্পন্দন গতি।
উত্তর

লেখচিত্রে 25 s থেকে 35 s পর্যন্ত বেগ 6 m/s ধ্রুব।

সমবেগে অতিক্রান্ত দূরত্ব = বেগ × সময়

= 6 × (35 − 25)

= 60 m।

উত্তর

বেগ–সময় লেখচিত্রের ঢাল ত্বরণ নির্দেশ করে।

0–15 s: a₁ = (8 − 2)/(15 − 0) = +0.4 m/s²।

15–25 s: a₂ = (6 − 8)/(25 − 15) = −0.2 m/s²।

25–35 s: a₃ = (6 − 6)/10 = 0।

35–40 s: a₄ = (8 − 6)/5 = +0.4 m/s²।

40–45 s: a₅ = (0 − 8)/5 = −1.6 m/s²।

অতএব ত্বরণ পর্যায়ক্রমে +0.4, −0.2, 0, +0.4 এবং −1.6 m/s²। সংযুক্ত ত্বরণ–সময় লেখচিত্রে প্রতিটি সময়-পর্ব দেখানো হয়েছে।

উত্তরের ছবি
৩. $+15 \mathrm{~C}$ এবং $-10 \mathrm{~C}$ আধানের দুটি বিন্দু চার্জ $2 \mathrm{~m}$ দূরে স্থাপন করা হলো। স্ট্যান্ডসহ দুটি ধাতব গোলক A ও B কে পাশাপাশি রাখা হলো।
উত্তর আধানযুক্ত বস্তুর প্রভাবে স্পর্শ ছাড়াই কোনো নিরপেক্ষ পরিবাহীর নিকট প্রান্তে বিপরীত আধান এবং দূর প্রান্তে সমজাতীয় আধান সৃষ্টি হওয়ার ঘটনাকে তড়িৎ আবেশ বলে।
উত্তর বজ্রপাতের তীব্র তড়িৎ প্রবাহ আশপাশের বায়ুকে অতি অল্প সময়ে অত্যন্ত উত্তপ্ত করে। উত্তপ্ত বায়ু হঠাৎ প্রসারিত হয়ে উচ্চচাপের আঘাত-তরঙ্গ সৃষ্টি করে; পরে দ্রুত সংকোচনও ঘটে। এই আঘাত-তরঙ্গই প্রচণ্ড বজ্রধ্বনি হিসেবে শোনা যায়।
উত্তর

ধরি +15 C আধানটি x = 0 এবং −10 C আধানটি x = 2 m-এ। বিপরীত আধানের মাঝখানে ক্ষেত্র একই দিকে, তাই সেখানে প্রাবল্য শূন্য হবে না। শূন্য বিন্দু ছোট আধান −10 C-এর বাইরের পাশে হবে।

+15 C থেকে বিন্দুটির দূরত্ব x হলে −10 C থেকে দূরত্ব x − 2।

k × 15/x² = k × 10/(x − 2)²।

√15/x = √10/(x − 2)।

x = 2√15/(√15 − √10) ≈ 10.90 m।

অতএব শূন্য-প্রাবল্য বিন্দুটি +15 C আধান থেকে 10.90 m বা −10 C আধান থেকে 8.90 m দূরে, −10 C আধানের বাইরের পাশে।

উত্তর

হ্যাঁ, তড়িৎ আবেশে সম্ভব। নিরপেক্ষ A ও B ধাতব গোলককে পরস্পর স্পর্শ করিয়ে A-এর কাছে +15 C আধান আনলে মুক্ত ইলেকট্রন B থেকে A-তে সরে আসে। ফলে A-তে ঋণাত্মক এবং B-তে ধনাত্মক আধানের বিভাজন ঘটে।

বাহ্যিক আধানটি কাছে রেখেই গোলক দুটিকে আলাদা করলে A ও B যথাক্রমে ঋণাত্মক ও ধনাত্মক আধান ধরে রাখে। পরে +15 C আধান সরিয়ে নিলেও গোলক দুটি বিপরীত প্রকৃতির দুই ভিন্ন আধানযুক্ত থাকে।

৪. একটি কপিকলের একপাশে $100 \mathrm{~kg}$ এবং অপরপাশে $50 \mathrm{~kg}$ ভরের দুটি বস্তু ভূ-পৃষ্ঠ থেকে $30$ মিটার উপরে একটি সুতা দ্বারা স্থির অবস্থায় রাখার ব্যবস্থা করা হলো। বস্তু দুটিকে ছেড়ে দিলে $100 \mathrm{~kg}$ ভরের বস্তুটি $2 \mathrm{~m}$ নিচে এবং $50 \mathrm{~kg}$ ভরের বস্তুটি $2 \mathrm{~m}$ উপরে উঠলো।
উত্তর 1 N বল প্রয়োগে কোনো বস্তুকে বলের দিকে 1 m সরাতে যে কাজ হয়, তাকে 1 J বলে। অর্থাৎ 1 J = 1 N·m।
উত্তর মোটরের কর্মদক্ষতা 65.3% অর্থ, মোটরকে দেওয়া মোট শক্তির 65.3% উপযোগী কাজে রূপান্তরিত হয় এবং বাকি 34.7% ঘর্ষণ, তাপ ও শব্দ ইত্যাদিতে অপচয় হয়।
উত্তর

সুতা টানটান থাকলে 100 kg বস্তু নিচে এবং 50 kg বস্তু ওপরে ওঠে। সিস্টেমের ত্বরণ,

a = [(100 − 50)/(100 + 50)]g = g/3।

50 kg বস্তুটি x দূরত্ব ওপরে উঠলে v² = 2ax = 2gx/3।

তার গতিশক্তি, K = ½ × 50 × v² = 50gx/3।

ভূ-পৃষ্ঠ থেকে উচ্চতা 30 + x, তাই বিভবশক্তি U = 50g(30 + x)।

K = U/3 ধরলে, 50gx/3 = 50g(30 + x)/3।

এতে x = 30 + x বা 0 = 30 পাওয়া যায়, যা অসম্ভব।

অতএব pulley-তে যুক্ত অবস্থায় 50 kg বস্তুটি ওপরে ওঠায় কোনো সসীম উচ্চতায় তার গতিশক্তি বিভবশক্তির এক-তৃতীয়াংশ হবে না। প্রশ্নটি যদি 30 m থেকে স্বাধীন মুক্তপতন বোঝাত, তবে ফল 22.5 m হতো; কিন্তু তা প্রদত্ত pulley ব্যবস্থার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়।

উত্তর

হালকা ও অপ্রসারণশীল একই সুতা কপিকলের উপর টানটান থাকায় উভয় প্রান্ত সমান দূরত্ব অতিক্রম করে।

সিস্টেমের ত্বরণ, a = [(100 − 50)/(100 + 50)]g = g/3।

প্রতিটি বস্তু s = 2 m চললে,

v² = u² + 2as = 0 + 2 × (g/3) × 2 = 4g/3।

v = √(4 × 9.8/3) ≈ 3.61 m/s।

অতএব উভয় বস্তুর বেগের মান 3.61 m/s সমান; তবে 100 kg বস্তু নিচে এবং 50 kg বস্তু ওপরে চলে বলে তাদের বেগের দিক বিপরীত।

৫. সাফিন একটি উঁচু ভবনের সামনে শব্দ উৎপন্ন করলো এবং $0.5 \mathrm{~sec}$ পর শব্দ শুনতে পেলো। এরপর সে ভবনের দিকে $7 \mathrm{~sec}$ সময় ধরে $10 \mathrm{~m/s}$ বেগে দৌড়ে এসে পুনরায় শব্দ উৎপন্ন করলো। ঐ দিনের তাপমাত্রা $30° C$ এবং বাতাসে শব্দের কম্পাঙ্ক $1500 \mathrm{~Hz}$।
উত্তর শব্দ সঞ্চালনের দিকের লম্বভাবে একক ক্ষেত্রফলের মধ্য দিয়ে প্রতি সেকেন্ডে যে পরিমাণ শব্দশক্তি প্রবাহিত হয়, তাকে শব্দের তীব্রতা বলে। এর একক W/m²।
উত্তর শব্দের বেগ কেবল ঘনত্বের উপর নয়, মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতা ও ঘনত্বের অনুপাতের উপর নির্ভর করে; v = √(E/ρ)। কঠিন মাধ্যমের ঘনত্ব বেশি হলেও তার স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক তরল ও গ্যাসের তুলনায় অনেক বেশি। ফলে E/ρ-এর মান বেশি হয় এবং সাধারণত কঠিন বা অধিক দৃঢ় মাধ্যমে শব্দ দ্রুত চলে। তাই শুধু ঘনত্ব নয়, অধিক স্থিতিস্থাপকতাই মূল কারণ।
উত্তর

30°C তাপমাত্রায় শব্দের বেগ,

v = 330 + 0.6 × 30 = 348 m/s।

কম্পাঙ্ক f = 1500 Hz।

তরঙ্গ সমীকরণ v = fλ থেকে,

λ = v/f = 348/1500 = 0.232 m।

অতএব তরঙ্গদৈর্ঘ্য 0.232 m বা 23.2 cm।

উত্তর

প্রথম অবস্থানে প্রতিধ্বনির সময় 0.5 s। তাই ভবনের দূরত্ব,

d = vt/2 = 348 × 0.5/2 = 87 m।

সাফিন 7 s-এ অতিক্রম করে, s = 10 × 7 = 70 m।

নতুন দূরত্ব = 87 − 70 = 17 m।

নতুন অবস্থানে প্রতিফলিত শব্দ ফিরে আসার সময়,

t′ = 2 × 17/348 ≈ 0.0977 s।

মানুষের শ্রুতির স্থায়িত্ব প্রায় 0.1 s। যেহেতু 0.0977 s < 0.1 s, প্রতিফলিত শব্দ মূল শব্দ থেকে পৃথক শোনা যাবে না। অতএব সাফিন পুনরায় স্পষ্ট প্রতিধ্বনি শুনতে পারবে না।

৬. উদ্দীপকটি পড়ো এবং নিচের প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও:
উদ্দীপকের ছবি
উত্তর অমসৃণ পৃষ্ঠে সমান্তরাল আলোকরশ্মিগুলো প্রতিফলনের পর বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়লে তাকে ব্যাপ্ত প্রতিফলন বলে। প্রতিটি রশ্মিই প্রতিফলনের সূত্র মেনে চলে, কিন্তু পৃষ্ঠের বিভিন্ন অংশের অভিলম্ব ভিন্ন হওয়ায় রশ্মিগুলো সমান্তরাল থাকে না।
উত্তর গোলীয় দর্পণের প্রতিফলক পৃষ্ঠ একটি গোলকের অংশ। দর্পণের মেরু P ও বক্রতার কেন্দ্র C—এই দুটি নির্দিষ্ট বিন্দুর মধ্য দিয়ে কেবল একটি সরলরেখা আঁকা যায়। PC সরলরেখাই প্রধান অক্ষ; তাই গোলীয় দর্পণের প্রধান অক্ষ একটি।
উত্তর

B একটি উত্তল দর্পণ। চিত্রে ফোকাস দূরত্ব f = 6 cm এবং বস্তু দূরত্ব u = 4 cm। উত্তল দর্পণের জন্য বিম্ব দূরত্বের মান,

v = fu/(f + u)

= (6 × 4)/(6 + 4)

= 2.4 cm।

অতএব PQ-এর সোজা, অবাস্তব ও ছোট বিম্ব B দর্পণের পেছনে মেরু থেকে 2.4 cm দূরে তৈরি হবে।

উত্তর

হ্যাঁ, সম্ভব। A অবতল দর্পণে চিত্র অনুযায়ী বস্তু দূরত্ব 5 cm এবং ফোকাস F বস্তু ও মেরুর মধ্যবিন্দুতে; তাই f = 2.5 cm এবং u = 5 cm = 2f। অর্থাৎ বস্তুটি বক্রতার কেন্দ্র C-তে আছে।

দর্পণ সূত্রে u = 2f হলে v = 2f = 5 cm।

বিবর্ধন, m = −v/u = −5/5 = −1।

অতএব বিবর্ধনের মান |m| = 1; প্রতিবিম্ব C-তেই বাস্তব, উল্টো এবং বস্তুর সমান আকারের হয়। সংযুক্ত রশ্মিচিত্রে প্রধান অক্ষের সমান্তরাল রশ্মি প্রতিফলনের পর F দিয়ে এবং C-গামী রশ্মি একই পথে ফিরে গিয়ে C-তে প্রতিবিম্ব গঠন করেছে।

উত্তরের ছবি
৭. বস্তু দুটির মধ্যে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ হলো।
উদ্দীপকের ছবি
উত্তর

কোনো বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং ভরবেগের পরিবর্তন বলের দিকেই ঘটে—এটি নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র।

গাণিতিকভাবে, F = dp/dt; ভর ধ্রুব হলে F = ma।

উত্তর বোলার দৌড়ে এলে তার শরীর ও হাতের প্রাথমিক ভরবেগ বাড়ে। বল ছাড়ার সময় বেশি ভরবেগ বলের মধ্যে সঞ্চারিত হওয়ায় বল অধিক বেগ ও গতিশক্তি পায়। তাই দ্রুত ও শক্তিশালী বল করার জন্য বোলাররা দৌড়ে আসে।
উত্তর

A বস্তুর ভর m = 25 kg, ঘর্ষণ গুণাঙ্ক μ = 0.2।

অভিলম্ব প্রতিক্রিয়া N = mg = 25 × 9.8 N।

ঘর্ষণ বল, f = μN = 0.2 × 25 × 9.8 = 49 N।

অতএব A-এর উপর ঘর্ষণ বল 49 N, তার গতির বিপরীত দিকে।

উত্তর

A-এর ডানমুখী দিক ধনাত্মক ধরলে প্রাথমিক মোট ভরবেগ,

Pᵢ = 25 × 10 + 20 × (−20) = −150 kg·m/s।

সিস্টেমের জন্য নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের ঘাতরূপ,

P𝒻 − Pᵢ = Jₑₓₜ = FₑₓₜΔt।

A-এর ঘর্ষণ 49 N বামে এবং B-এর ঘর্ষণ 0.2 × 20 × 9.8 = 39.2 N ডানে। তাই সংঘর্ষ-পূর্ব লব্ধ বাহ্যিক বল = 39.2 − 49 = −9.8 N, যা শূন্য নয়।

অতএব কঠোরভাবে ভরবেগ সংরক্ষিত হওয়ার শর্ত Jₑₓₜ = 0—অর্থাৎ ঘর্ষণ শূন্য, বাহ্যিক বলগুলোর লব্ধি শূন্য, অথবা সংঘর্ষকাল এত ক্ষুদ্র যে ঘর্ষণের ঘাত উপেক্ষণীয়। এই শর্তে P𝒻 = Pᵢ = −150 kg·m/s হবে। শুধু ‘স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ’ বলা যথেষ্ট নয়; সিস্টেমকে বাহ্যিক ঘাতমুক্তও হতে হবে।

বিস্তারিত উত্তর মিটার স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগের মান সাধারণত 1 mm। তাই এর ন্যূনাঙ্ক 1 mm এবং এর চেয়ে ছোট দৈর্ঘ্য সরাসরি নির্ভুলভাবে মাপা যায় না। সূক্ষ্ম দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রে এই ন্যূনাঙ্কের তুলনায় আপেক্ষিক ত্রুটি বেশি হয়। এজন্য স্লাইড ক্যালিপার্স বা স্ক্রু-গজের মতো কম ন্যূনাঙ্কের যন্ত্র ব্যবহার করতে হয়।
বিস্তারিত উত্তর মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর উপর পৃথিবীর অভিকর্ষজ ত্বরণ g ক্রিয়া করে। তাই v = u + gt অনুসারে সময়ের সঙ্গে বেগ পরিবর্তিত হয়। সরণ পরিবর্তনের হারই বেগ; বেগ প্রতি সেকেন্ডে g পরিমাণ পরিবর্তিত হওয়ায় সরণ পরিবর্তনের হার একই থাকে না।
বিস্তারিত উত্তর হাঁটার সময় পা মেঝেকে পেছনের দিকে ঠেলে এবং মেঝের স্থিতি ঘর্ষণ পাকে সামনের দিকে ঠেলে দেয়। সাবান ও পানি পা ও মেঝের মধ্যবর্তী ঘর্ষণ গুণাঙ্ক কমিয়ে দেয়। ফলে প্রয়োজনীয় স্থিতি ঘর্ষণ পাওয়া যায় না, পা পিছলে যায় এবং হাঁটা কষ্টকর হয়।
বিস্তারিত উত্তর পাহাড়ে ওঠার সময় মহাকর্ষ বলের বিপরীতে কাজ করে শরীরের বিভবশক্তি বাড়াতে হয়। তাই পেশিকে অতিরিক্ত রাসায়নিক শক্তি ব্যয় করতে হয়। নিচে নামার সময় মহাকর্ষ বল গতির দিকে কাজ করে এবং বিভবশক্তি কমে গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এজন্য নিচে নামার তুলনায় উপরে ওঠা বেশি কষ্টকর।
বিস্তারিত উত্তর শব্দ উৎসের কম্পন মাধ্যমের কণাগুলোকে কম্পিত করে পর্যায়ক্রমে সংকোচন ও প্রসারণ সৃষ্টি করে। কণার এই কম্পনের মাধ্যমে শক্তি এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সঞ্চালিত হয়। শব্দ চলার জন্য বায়ু, পানি বা কঠিন পদার্থের মতো জড় মাধ্যম প্রয়োজন এবং শূন্যস্থানে শব্দ চলতে পারে না। তাই শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ।
বিস্তারিত উত্তর যানবাহনের রিয়ার-ভিউ ও সাইড-ভিউ দর্পণ হিসেবে উত্তল দর্পণ ব্যবহার করা হয়। এটি সোজা ও ছোট অবাস্তব প্রতিবিম্ব তৈরি করে এবং বিস্তৃত দৃষ্টিক্ষেত্র দেয়। ফলে চালক পেছন ও পাশের অধিক এলাকা, অন্য যান ও প্রতিবন্ধক দেখতে পারেন; লেন পরিবর্তন, বাঁক নেওয়া ও পেছনে চালানোর সময় দুর্ঘটনার ঝুঁকি কমে।
বিস্তারিত উত্তর তড়িৎ তীব্রতা হলো একক ধনাত্মক পরীক্ষণ আধানের উপর ক্রিয়াশীল বল। বিন্দু আধানের ক্ষেত্রে E = kQ/r²; উৎস থেকে দূরত্ব r বদলালে তীব্রতার মান বদলায় এবং অবস্থান বদলালে দিকও বদলাতে পারে। একাধিক আধানের ক্ষেত্রে লব্ধ তীব্রতা তাদের ভেক্টর যোগফলের উপর নির্ভর করে। তাই সাধারণ তড়িৎ ক্ষেত্রের সকল বিন্দুতে তড়িৎ তীব্রতা সমান নয়; কেবল সুষম ক্ষেত্রে তা সমান।