রাজশাহী বোর্ড ২০২৬
১. একজন শিক্ষার্থী স্লাইড ক্যালিপার্স ব্যবহার করে একটি বর্গাকার বস্তুর ক্ষেত্রফল পরিমাপে দৈর্ঘ্য পরিমাপ করে $12.52 \mathrm{~cm}$ পেলো। যন্ত্রটির প্রধান স্কেল পাঠ $12.5 \mathrm{~cm}$ এবং ভার্নিয়ার স্কেলের $50$ ঘর মূল স্কেলের $49$ ঘরের সমান। অপর একজন শিক্ষার্থী তারের ব্যাস পরিমাপ করে $2.5 \mathrm{~cm}$ পেলো।
উত্তর কোনো ভৌত রাশিকে মৌলিক রাশিগুলোর সাহায্যে প্রকাশ করলে মৌলিক রাশিগুলো যে ঘাত বা সূচকে থাকে, সেই ঘাতগুলোকে ঐ ভৌত রাশির মাত্রা বলে।
উত্তর ভর পরিমাপের সময় অজানা বস্তুর ভরকে আদর্শ বাটখারার জানা ভরের সঙ্গে তুলনা করা হয়। তুলাটি মূলত দুই পাশের ওজন বা মহাকর্ষীয় বলের সমতা নির্দেশ করে; জানা মানের সঙ্গে তুলনা করেই অজানা ভর পাওয়া যায়। তাই ভর সরাসরি নয়, তুলনামূলক বা পরোক্ষভাবে পরিমাপ করা হয়।
উত্তর

50 VSD = 49 MSD

1 MSD = 1 mm হলে,

1 VSD = 49/50 mm

ভার্নিয়ার ধ্রুবক,

VC = 1 MSD − 1 VSD

= 1 − 49/50

= 1/50 mm

= 0.02 mm = 0.002 cm

মোট পাঠ = প্রধান স্কেল পাঠ + (ভার্নিয়ার সমপাতন × VC)

12.52 = 12.5 + n × 0.002

n = (12.52 − 12.5)/0.002

= 10

অতএব ভার্নিয়ার সমপাতন 10 নম্বর দাগে।

উত্তর

প্রথম শিক্ষার্থীর স্লাইড ক্যালিপার্সের ন্যূনাঙ্ক Δl = 0.002 cm। বর্গের বাহু l = 12.52 cm হলে,

A₁ = l² = 12.52² = 156.7504 cm²

ক্ষেত্রফলের সর্বোচ্চ আপেক্ষিক শতকরা ত্রুটি,

ΔA₁/A₁ × 100% = 2Δl/l × 100%

= (2 × 0.002/12.52) × 100%

≈ 0.032%

দ্বিতীয় শিক্ষার্থীর 2.5 cm পাঠটি 0.1 cm পর্যন্ত লেখা হয়েছে ধরে Δd = 0.1 cm। তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল A₂ = πd²/4 হলে,

ΔA₂/A₂ × 100% = 2Δd/d × 100%

= (2 × 0.1/2.5) × 100%

= 8%

অতএব এই প্রচলিত পাঠ-নির্ভুলতার ভিত্তিতে প্রথম শিক্ষার্থীর ক্ষেত্রফল পরিমাপ বেশি গ্রহণযোগ্য। তবে উদ্দীপকে দ্বিতীয় শিক্ষার্থীর যন্ত্র বা ন্যূনাঙ্ক দেওয়া নেই; তাই তার প্রকৃত ত্রুটি এবং তুলনাটি শর্তহীনভাবে নির্ণয় করা যায় না।

২. ঘর্ষণহীন কোনো মেঝেতে $10 \mathrm{~ms}^{-1}$ বেগে ও $1 \mathrm{~ms}^{-2}$ ত্বরণে $1 \mathrm{~kg}$ ভরের একটি খেলনা গাড়িকে $10 \mathrm{~sec}$ যাবৎ $1 \mathrm{~N}$ বল দ্বারা ধাক্কা দেওয়া হলো। উক্ত ঘটনার পর গাড়িটির বেগ অপরিবর্তিত থাকে।
উত্তর সময়ের সঙ্গে কোনো বস্তুর অবস্থান পরিবর্তনকে গতি বলে।
উত্তর চাঁদের গতিজড়তার কারণে চাঁদ সরলরেখায় স্পর্শক বরাবর চলে যেতে চায়। কিন্তু পৃথিবীর মহাকর্ষ বল সর্বদা পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে ক্রিয়া করে প্রয়োজনীয় কেন্দ্রমুখী বল জোগায়। ফলে চাঁদের বেগের দিক ক্রমাগত পরিবর্তিত হয় এবং চাঁদ পৃথিবীকে কেন্দ্র করে কক্ষপথে ঘোরে।
উত্তর

দেওয়া আছে,

u = 10 m s⁻¹, a = 1 m s⁻², t = 10 s

অতিক্রান্ত দূরত্ব,

s = ut + ½at²

= 10 × 10 + ½ × 1 × 10²

= 100 + 50

= 150 m

অতএব প্রথম 10 s-এ গাড়িটি 150 m দূরত্ব অতিক্রম করে।

উত্তর

10 s শেষে গাড়ির বেগ,

v = u + at

= 10 + 1 × 10

= 20 m s⁻¹

তখন গতিশক্তি,

Eₖ = ½mv²

= ½ × 1 × 20²

= 200 J

ধাক্কা বন্ধ হওয়ার পর মেঝে ঘর্ষণহীন হওয়ায় গাড়ির ওপর কোনো লব্ধ অনুভূমিক বল নেই। তাই a = 0 এবং গাড়ির বেগ 20 m s⁻¹ অপরিবর্তিত থাকে। পরবর্তী যেকোনো সময়ে,

Eₖ′ = ½ × 1 × 20² = 200 J

অতএব উক্ত ঘটনার পর গতিশক্তির পরিবর্তন ΔEₖ = 200 − 200 = 0 J; গতিশক্তি অপরিবর্তিত থাকবে।

৩. উদ্দীপকটি পড়ো এবং নিচের প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও:
উদ্দীপকের ছবি
উত্তর কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে।
উত্তর কয়লা, পেট্রোলিয়াম ও প্রাকৃতিক গ্যাসের মতো ফসিল জ্বালানি পোড়ালে প্রচুর কার্বন ডাই-অক্সাইড নির্গত হয়। এই গ্যাস পৃথিবী থেকে বিকিরিত অবলোহিত তাপের একটি অংশ বায়ুমণ্ডলে আটকে দিয়ে গ্রিনহাউস প্রভাব বাড়ায়। ফলে পৃথিবীর গড় তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। তাই ব্যাপক ফসিল জ্বালানি ব্যবহার বৈশ্বিক উষ্ণতার প্রধান মানবসৃষ্ট কারণগুলোর একটি।
উত্তর

চিত্র থেকে,

m = 5 kg, C বিন্দুর উচ্চতা h = 21 m

C বিন্দুতে বিভবশক্তি,

Eₚ = mgh

= 5 × 9.8 × 21

= 1029 J

অতএব C বিন্দুতে বস্তুটির বিভবশক্তি 1029 J।

উত্তর

চিত্রে পরপর স্তরের ব্যবধান 21 m; তাই D-কে শূন্য স্তর ধরলে A-এর উচ্চতা 63 m এবং B-এর উচ্চতা 42 m। বস্তুটি A থেকে স্থির অবস্থা থেকে পড়ছে এবং বায়ুর বাধা উপেক্ষা করা হলো।

A বিন্দুতে,

E_A = Eₚ + Eₖ

= 5 × 9.8 × 63 + 0

= 3087 J

A থেকে B পর্যন্ত পতনের দূরত্ব 21 m। তাই B-তে অর্জিত গতিশক্তি,

Eₖ(B) = mg(63 − 42)

= 5 × 9.8 × 21

= 1029 J

B-তে বিভবশক্তি,

Eₚ(B) = 5 × 9.8 × 42

= 2058 J

মোট শক্তি,

E_B = 2058 + 1029

= 3087 J

অতএব E_A = E_B = 3087 J; যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ নীতি অনুযায়ী A ও B বিন্দুতে মোট শক্তি সমান।

৪. $300 \mathrm{~g}$ ভরের একটি ক্রিকেট বলকে ব্যাট দিয়ে আঘাত করায় এটি $39.2 \mathrm{~ms}^{-1}$ খাড়া উপরের দিকে উঠে গেলো।
উত্তর কোনো বস্তুর গতিশক্তি ও বিভবশক্তির সমষ্টিকে তার যান্ত্রিক শক্তি বলে। অর্থাৎ E = Eₖ + Eₚ।
উত্তর মানুষের দেহের রাসায়নিক শক্তি পেশির মাধ্যমে হাতুড়ির গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। হাতুড়ি বস্তুকে আঘাত করলে এই গতিশক্তির একটি অংশ বস্তুর বিকৃতি বা গতিশক্তিতে এবং বাকি অংশ তাপ ও শব্দশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। শক্তি নষ্ট হয় না; কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হয়।
উত্তর

সর্বোচ্চ উচ্চতায় বলের বেগ v = 0।

দেওয়া আছে,

u = 39.2 m s⁻¹, g = 9.8 m s⁻²

v = u − gt

0 = 39.2 − 9.8t

t = 39.2/9.8

= 4 s

অতএব বলটি সর্বোচ্চ উচ্চতায় উঠতে 4 s সময় নেবে।

উত্তর

আঘাতের পর প্রাথমিক অবস্থানকে শূন্য উচ্চতা ধরলে মোট যান্ত্রিক শক্তি,

E = ½mu²

= ½ × 0.3 × 39.2²

= 230.496 J

সর্বোচ্চ উচ্চতা,

H = u²/(2g)

= 39.2²/(2 × 9.8)

= 78.4 m

সর্বোচ্চ উচ্চতার এক-তৃতীয়াংশে,

h = H/3 = 78.4/3 m

সেখানে বিভবশক্তি,

Eₚ = mgh

= 0.3 × 9.8 × 78.4/3

= 76.832 J

অর্থাৎ Eₚ = E/3, মোট শক্তি E নয়। অতএব আঘাতের সময় বলটির মোট শক্তি এক-তৃতীয়াংশ সর্বোচ্চ উচ্চতায় বিভবশক্তির সমান হবে না।

৫.

দৃশ্যকল্প-১:

দৃশ্যকল্প-২: পরস্পর $60 \mathrm{~m}$ দূরত্বে অবস্থিত দুটি উঁচু দেয়ালের মাঝে দাঁড়িয়ে এক ব্যক্তি জোরে শব্দ সৃষ্টি করলো। ১ম দেয়াল থেকে ঐ ব্যক্তির দূরত্ব $20 \mathrm{~m}$ এবং ঐ সময় বায়ুর তাপমাত্রা $28^\circ C$ ছিলো।

উদ্দীপকের ছবি
উত্তর কম্পনশীল কণা সাম্যাবস্থান থেকে যেকোনো এক দিকে যে সর্বাধিক সরণ লাভ করে, তাকে বিস্তার বলে।
উত্তর একই সময়ে বহু ব্যক্তি কথা বললে বিভিন্ন কম্পাঙ্ক ও তীব্রতার শব্দতরঙ্গ পরস্পরের ওপর উপরিপাত করে একটি জটিল লব্ধ তরঙ্গ তৈরি করে। কাছাকাছি তীব্রতার বহু শব্দ একসঙ্গে কানে পৌঁছালে প্রতিটি কণ্ঠের বৈশিষ্ট্য আলাদাভাবে শনাক্ত করা কঠিন হয় এবং শব্দের স্পষ্টতা কমে যায়। তাই শ্রোতা কারও কথাই পরিষ্কার বুঝতে পারে না।
উত্তর

চিত্রে A থেকে B পর্যন্ত 20 m দূরত্বে 2টি পূর্ণ তরঙ্গ আছে।

2λ = 20 m

λ = 10 m

তরঙ্গের বেগ v = 15 m s⁻¹।

v = fλ

f = v/λ

= 15/10

= 1.5 Hz

অতএব দৃশ্যকল্প-১-এর তরঙ্গের কম্পাঙ্ক 1.5 Hz।

উত্তর

28°C তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের বেগ,

v = 331 + 0.6T

= 331 + 0.6 × 28

= 347.8 m s⁻¹

প্রথম দেয়াল 20 m দূরে। সেখান থেকে প্রতিধ্বনি ফেরার সময়,

t₁ = 2 × 20/347.8

≈ 0.115 s

দ্বিতীয় দেয়াল থেকে দূরত্ব = 60 − 20 = 40 m। সেখান থেকে প্রতিধ্বনি ফেরার সময়,

t₂ = 2 × 40/347.8

≈ 0.230 s

উভয় সময়ই 0.1 s-এর বেশি এবং দুই প্রতিধ্বনির সময়ের ব্যবধান,

Δt = 0.230 − 0.115

= 0.115 s > 0.1 s

অতএব ব্যক্তি দুই দেয়াল থেকে ফিরে আসা দুটি পৃথক প্রতিধ্বনি শুনতে পারবে; অর্থাৎ একাধিক প্রতিধ্বনি শোনা সম্ভব।

৬. $12 \mathrm{~cm}$ ফোকাস দূরত্ববিশিষ্ট একটি অবতল দর্পণের প্রধান ফোকাস ও মেরুর মধ্যবিন্দুতে একটি লক্ষ্যবস্তু স্থাপন করা হলো।
উত্তর আলোকরশ্মি এক মাধ্যমের কোনো পৃষ্ঠে আপতিত হয়ে আবার একই মাধ্যমে ফিরে আসার ঘটনাকে আলোর প্রতিফলন বলে।
উত্তর সমতল দর্পণে প্রতিবিম্ব বস্তুর সমান আকারের হয় এবং এর দৃষ্টিক্ষেত্র তুলনামূলকভাবে কম। ফলে চালক গাড়ির পেছনের বিস্তৃত এলাকা একসঙ্গে দেখতে পারেন না। উত্তল দর্পণ সর্বদা সোজা ও খর্বিত প্রতিবিম্ব তৈরি করে এবং বেশি দৃষ্টিক্ষেত্র দেয়; তাই গাড়ির ভিউমিররে সমতল দর্পণের বদলে উত্তল দর্পণ ব্যবহার করা হয়।
উত্তর

অবতল দর্পণের ফোকাস দূরত্ব f = 12 cm। বস্তুটি P ও F-এর মধ্যবিন্দুতে, তাই u = 6 cm।

দর্পণের সমীকরণ,

1/f = 1/u + 1/v

1/12 = 1/6 + 1/v

1/v = 1/12 − 1/6

= −1/12

v = −12 cm

ঋণাত্মক চিহ্ন প্রতিবিম্বটি দর্পণের পেছনে অবাস্তব হওয়া বোঝায়। অতএব প্রতিবিম্বটি দর্পণের পেছনে 12 cm দূরে গঠিত হবে।

উত্তর

বস্তুটি অবতল দর্পণের মেরু P ও ফোকাস F-এর মধ্যে আছে। বস্তু থেকে প্রধান অক্ষের সমান্তরাল একটি রশ্মি প্রতিফলনের পর F দিয়ে যায়। আরেকটি রশ্মি মেরুতে আপতিত হয়ে সমান কোণে প্রতিফলিত হয়। প্রতিফলিত রশ্মিগুলোর পশ্চাৎমুখী বর্ধিতাংশ দর্পণের পেছনে মিলিত হয়ে সোজা ও অবাস্তব প্রতিবিম্ব তৈরি করে।

রৈখিক বিবর্ধন,

m = |v/u|

= 12/6

= 2

অতএব প্রতিবিম্বটি লক্ষ্যবস্তুর দ্বিগুণ এবং তাই বিবর্ধিত।

উত্তরের ছবি
৭. A($+50 \mathrm{~C}$), B($+30 \mathrm{~C}$) এবং C ($+1 \mathrm{~C}$) তিনটি বস্তু। C বস্তুটি A ও B এর মাঝে অবস্থিত যেখানে AC = $30 \mathrm{~cm}$ এবং BC = $10 \mathrm{~cm}$। (কুলম্ব ধ্রুবক = $9 \times 10^9 \mathrm{~Nm}^2 \mathrm{~C}^{-2}$)
উত্তর অসীম দূর থেকে একক ধনাত্মক আধানকে তড়িৎক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে আনতে যে কাজ সম্পন্ন হয়, তাকে ঐ বিন্দুর ইলেকট্রিক পটেনশিয়াল বা তড়িৎ বিভব বলে। অর্থাৎ V = W/q।
উত্তর তালগাছ সাধারণত আশপাশের চেয়ে উঁচু এবং এর কাণ্ডে আর্দ্রতা থাকায় এটি তুলনামূলক পরিবাহী পথ তৈরি করতে পারে। বজ্রপাত হলে উঁচু তালগাছ আগে আঘাতপ্রাপ্ত হয়ে আধানকে কাণ্ডের মাধ্যমে মাটিতে প্রবাহিত করতে সহায়তা করে। ফলে আশপাশের নিচু ঘরবাড়ি ও মানুষের ওপর সরাসরি বজ্রাঘাতের ঝুঁকি কিছুটা কমে। তবে তালগাছ প্রমিত বজ্রনিরোধকের বিকল্প নয়।
উত্তর

A ও B-এর দূরত্ব,

r = AC + CB

= 30 cm + 10 cm

= 40 cm = 0.40 m

কুলম্বের সূত্র অনুযায়ী,

F = kq_Aq_B/r²

= (9 × 10⁹ × 50 × 30)/(0.40)²

= 8.4375 × 10¹³ N

উভয় আধান ধনাত্মক হওয়ায় বলটি বিকর্ষণমূলক। অতএব A ও B-এর মধ্যে ক্রিয়াশীল বল 8.4375 × 10¹³ N।

উত্তর

C-এর ওপর A-এর বিকর্ষণ বল,

F_AC = kq_Aq_C/(AC)²

= (9 × 10⁹ × 50 × 1)/(0.30)²

= 5.0 × 10¹² N

এই বল A থেকে B-এর দিকে।

C-এর ওপর B-এর বিকর্ষণ বল,

F_BC = kq_Bq_C/(BC)²

= (9 × 10⁹ × 30 × 1)/(0.10)²

= 2.7 × 10¹³ N

এই বল B থেকে A-এর দিকে।

লব্ধ বল,

F_net = 2.7 × 10¹³ − 5.0 × 10¹²

= 2.2 × 10¹³ N

লব্ধ বল B থেকে A-এর দিকে। অতএব C বস্তুটি A-এর দিকে ধাবিত হবে।

বিস্তারিত উত্তর বাদুড় উড়ার সময় মুখ বা নাক দিয়ে মানুষের শ্রবণসীমার চেয়ে বেশি কম্পাঙ্কের অতিস্বনক তরঙ্গ সৃষ্টি করে। তরঙ্গটি সামনে থাকা দেয়াল, গাছ বা শিকারে প্রতিফলিত হয়ে প্রতিধ্বনি হিসেবে বাদুড়ের কানে ফিরে আসে। প্রতিধ্বনি ফিরে আসার সময় ও দুই কানে পৌঁছানোর পার্থক্য থেকে বাদুড় বাধার দূরত্ব ও দিক নির্ণয় করে। এই প্রতিধ্বনি-অবস্থান নির্ণয় পদ্ধতির কারণেই অন্ধকারেও বাদুড় বাধা এড়িয়ে উড়তে পারে।
বিস্তারিত উত্তর

ব্যাট বলের ওপর অল্প সময়ের জন্য বড় বল প্রয়োগ করে। বলের ঘাত,

J = FΔt = Δp

অর্থাৎ ঘাতের কারণে বলের ভরবেগের বড় পরিবর্তন হয়। আঘাতের পর বলটি যথেষ্ট বেগ ও উপযুক্ত ঊর্ধ্বমুখী কোণে গেলে তার অনুভূমিক পাল্লা সীমানা অতিক্রম করে; তখন আঘাতটি ছক্কায় পরিণত হয়।

বিস্তারিত উত্তর

দেওয়া আছে,

m = 700 g = 0.7 kg

দেয়ালের দিকে ধনাত্মক দিক ধরলে u = +5 m s⁻¹ এবং ফিরে আসার সময় v = −5 m s⁻¹।

ভরবেগের পরিবর্তন,

Δp = mv − mu

= 0.7 × (−5) − 0.7 × 5

= −7 kg m s⁻¹

ঋণাত্মক চিহ্ন দিক পরিবর্তন বোঝায়। অতএব ভরবেগের পরিবর্তনের মান 7 kg m s⁻¹ এবং এর দিক প্রাথমিক গতির বিপরীত।

বিস্তারিত উত্তর কাচের দণ্ডকে রেশমের সঙ্গে ঘষলে কাচের ইলেকট্রন আকর্ষণ করার ক্ষমতা রেশমের চেয়ে কম হওয়ায় কাচ থেকে কিছু ইলেকট্রন রেশমে চলে যায়। ফলে কাচে ইলেকট্রনের ঘাটতি হয় এবং কাচ ধনাত্মক আধানযুক্ত হয়; এই প্রচলিত ঘর্ষণ-পদ্ধতিতে কাচ ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয় না। ঋণাত্মক আধানের জন্য কাচকে ইলেকট্রন গ্রহণ করতে হতো।
বিস্তারিত উত্তর

সমীকরণটির বাম পাশের মাত্রা,

[v] = LT⁻¹

ডান পাশে,

[u] = LT⁻¹

এবং

[at] = [a][t]

= LT⁻² × T

= LT⁻¹

অতএব [u] = [at] = [v] = LT⁻¹। সমজাতীয় রাশি যোগ হওয়ায় v = u + at সমীকরণটি মাত্রাগতভাবে সঠিক। তবে মাত্রা বিশ্লেষণ কোনো সমীকরণের সাংখ্যিক ধ্রুবক যাচাই করতে পারে না।

বিস্তারিত উত্তর পাহাড়ি রাস্তায় বাঁক ও ঢাল বেশি থাকে, তাই গাড়ি কম গতিতে এবং নিচু গিয়ারে চালাতে হয়। বাঁকে প্রয়োজনীয় কেন্দ্রমুখী বল mv²/r; বেগ বেশি হলে প্রয়োজনীয় বল v² অনুপাতে বেড়ে গাড়ি পিছলে বা উল্টে যেতে পারে। নিচু গিয়ারে ইঞ্জিন-ব্রেক কার্যকর থাকে, ফলে দীর্ঘ ঢালে শুধু ব্রেকের ওপর নির্ভর করতে হয় না এবং ব্রেক অতিরিক্ত গরম হয় না। নিরাপদ দূরত্ব রেখে, বাঁকের আগে গতি কমিয়ে, হঠাৎ ব্রেক বা ওভারটেক না করে এবং রাস্তার বাইরের কিনারা থেকে দূরে চালালে পাহাড়ি পথে দুর্ঘটনার ঝুঁকি কমে।
বিস্তারিত উত্তর

ক্ষমতা হলো একক সময়ে সম্পন্ন কাজের পরিমাণ।

P = W/t

ইঞ্জিনটির ক্ষমতা 60 W অর্থ, ইঞ্জিনটি প্রতি 1 s-এ 60 J কাজ করতে পারে বা 60 J শক্তি রূপান্তর করে।