কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর ২০২৪

উচ্চ মাধ্যমিক একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণীর বিজ্ঞান বিভাগের পদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্রের পঞ্চম অধ্যায়ের নাম কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা। HSC – পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র: ৫ম অধ্যায় সৃজনশীল প্রশ্ন নিচে দেওয়া হলো।

কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর

কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা হলো HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের একটি অধ্যায় যেখানে কাজ, ক্ষমতা ও শক্তির প্রকৃত ব্যাখ্যা এবং এদের সম্পর্কিত বিভিন্ন সম্পর্ক আলোচনা করা হয়। বল প্রয়োগ করলে কাজ সৃষ্টি হতে পারে। শক্তি হচ্ছে কাজ করার সক্ষমতা। শক্তি নবায়নযোগ্য এবং অনবায়ন যোগ্য হতে পারে। মহাবিশ্বে শক্তির সৃষ্টি বা ধ্বংশ করা সম্ভব নয়। শক্তি শুধু এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তর হতে পারে। মহাবিশ্বের মোট শক্তি সৃষ্টি আদিকাল থেকে স্থির। মোট শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না। কাজ করার হার হচ্ছে ক্ষমতা।

কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা সৃজনশীল প্রশ্ন

সৃজনশীল প্রশ্ন ১: একটি সুতার সাহায্যে m ভরের একটি বস্তুকে ঝুলিয়ে প্রথমে সমত্বরণে 5 m উপরে উঠানো হলো এবং পরবর্তীতে নিচে নামানো হলো। উঠানোর এবং নামানোর সময় উভয়ক্ষত্রে ত্বরণ 2.2 ms^-2

ক. পরম আর্দ্রতা কাকে বলে?
খ. স্প্রিং ধ্রুবক এর তাৎপর্য ব্যাখ্যা করো।
গ. উপরে উঠানোর সময় সুতার টান কত?
ঘ. যন্ত্রটিকে উঠাতে বা নামাতে সুতার টান কর্তৃক বস্তুটির ওপর কৃতকাজ কোন ক্ষেত্রে বেশি হবে? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ২: ৪০ kg ভরের একজন লোক 20 kg ভরের একটি বোঝা মাথায় নিয়ে 40 m দৈর্ঘ্যের মই দিয়ে একটি দালানের ছাদে উঠলো। মইটি অনুভূমিকের সাথে 40° কোণ উৎপন্ন করে দালানের ছাদে লাগানো ছিল।

ক. বল ধ্রুবক কাকে বলে?
খ. একটি ফাঁপা গোলককে তরল দ্বারা অর্ধপূর্ণ করলে দ্রুত না ধীরে চলবে- ব্যাখ্যা করো।
গ. লোকটি কর্তৃক কৃতকাজ বের করো।
ঘ. মইটির দৈর্ঘ্য 60 m হলে অনুভূমিকের সাথে কত কোণে স্থাপন করলে একই পরিমাণ কাজ সম্পাদিত হবে এবং এ ক্ষেত্রে কোনো সুবিধা পাওয়া যাবে কি না- গাণিতিকভাবে মতামত দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৩: দ্বাদশ শ্রেণির ছাত্র কামাল একটি স্প্রিং-এর ওপর 25 N বল প্রয়োগে স্প্রিং এর দৈর্ঘ্য 5 cm প্রসারিত করে এবং জামাল 2.5 kg ভরবিশিষ্ট 12 cm x 6 cm x 4 cm আকৃতির পাঁচটি ইটকে উচ্চতা বরাবর সাজিয়ে একটি স্তম্ভ তৈরি করে।

ক. যান্ত্রিক শক্তির নিত্যতার সূত্রটি লেখ।
খ. পৃথিবীর চারদিকে ঘূর্ণনশীল চাঁদের কৃতকাজ শূন্য- ব্যাখ্যা করো।
গ. কামাল তারটির দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ প্রসারিত করলে কৃতকাজ নির্ণয় করো।
ঘ. জামাল 10 J শক্তি দ্বারা স্তম্ভটি তৈরি করতে পারবে কি? গাণিতিক ব্যাখ্যা দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৪: 4 kg ভরের একটি শক্ত পাথরখণ্ড একই ভরের মাটিতে পোঁতা একটি লোহার রডের উপর 5 m উঁচু কোনো স্থান থেকে খাড়াভাবে পড়লো। ফলে লোহার রডটি মাটির ভেতরে আরও 10 cm প্রবেশ করলো।

ক. কর্মদক্ষতা কী?
খ. পরম শূন্য তাপমাত্রার নিচে গ্যাসের তাপমাত্রা থাকতে পারে কি না? ব্যাখ্যা করো।
গ. মাটির গড় প্রতিরোধ বল কত?
ঘ. উদ্দীপকের বর্ণিত ঘটনাটি কাজ-শক্তির উপপাদ্য সমর্থন করে কি? গাণিতিকভাবে যাচাই করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৫: শরীরচর্চাবিদ ও একজন ক্যাডেট দৌড়াচ্ছেন। ক্যাডেটের ভর শরীরচর্চাবিদের ভরের অর্ধেক এবং শরীরচর্চাবিদের গতিশক্তি ক্যাডেটের গতিশক্তির অর্ধেক। যদি শরীরচর্চাবিদ তার বেগ 1 ms^-1 বাড়ান, তবে তার গতিশক্তি ক্যাডেটের সমান হয়।

ক. 1 ওয়াট ক্ষমতা কাকে বলে?
খ. বলের দ্বারা কাজ শূন্য হয় কি?
গ. গতিশক্তি সমান হলে, কার ভরবেগ বেশি হবে?
ঘ. উদ্দীপকের শরীরচর্চাবিদ ও ক্যাডেটের আদিবেগ গাণিতিকভাবে নির্ণয় করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৬: সীমা 18 kg ভরের একটি ব্যাগ নিয়ে 50 m উঁচু একটি বিল্ডিং এ উঠার পর ছাদ থেকে ব্যাগটি পড়ে গেলে সেটি ‘h’ উচ্চতায়, পাশের বিল্ডিং এর ছাদে 24.25 ms বেগে পড়ল।

ক. স্প্রিং বল কী?
খ. সরল দোলকের কৌণিক বিস্তার 4° এর মধ্যে রাখা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
গ. উদ্দীপকের ‘h’ এর মান নির্ণয় করো।
ঘ. ‘h’ উচ্চতায় বিভবশক্তি গতিশক্তির সমান হবে কি না? গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৭: 1 kg ভরের একটি পাথর 50 cm উপর হতে একটি পেরেকের উপর পড়লে পেরেকটি মাটির ভেতর কিছু দূরত্ব প্রবেশ করে। মাটির বাধাদানকারী বল 254.8 N । g = 9.8 ms^-2 ।

ক. কাজ-শক্তি উপপাদ্যটি লিখ।
খ. কৌণিক ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র রৈখিক ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র অপেক্ষা অধিক কার্যকর- ব্যাখ্যা করো।
গ. ভূমি হতে কত উচ্চতায় গতিশক্তি বিভবশক্তির দুই-তৃতীয়াংশ হবে?
ঘ. ঘটনাটির ক্ষেত্রে কাজ-শক্তি উপপাদ্যের যথার্থতা বিচার করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৮: এক ব্যক্তি 2 km উপর হতে একটি বিমান থেকে 0.5 kg ভরের একটি বোমা ভূমিতে ফেলে দিল।

ক. চক্রগতির ব্যাসার্ধ কী?
খ. কাজ-শক্তি উপপাদ্যটি ব্যাখ্যা করো।
গ. ভূ-পৃষ্ঠ স্পর্শ করার ঠিক পূর্ব মুহূর্তে বোমার গতিশক্তি কত?
ঘ. বোমাটি যান্ত্রিক শক্তির নিত্যতা সূত্র মেনে চলে কি? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৯: প্রতি তলার উচ্চতা 5 m হিসেবে ১০ তলা ভবনের সর্বোচ্চ তলায় বসবাসরত একটি পরিবারে একটি শিশু আছে। শিশুটি বারান্দার গ্রীল দিয়ে 100 gm ভরের একটি টেনিস বল ছেড়ে দিলে তা কিছুক্ষণের মধ্যে মাটিতে আঘাত করে।

ক. চক্রগতির ব্যাসার্ধ কী?
খ. একটি বস্তুর স্থিতিস্থাপক ক্লান্তি সৃষ্টি হওয়ার কারণ ব্যাখ্যা করো।
গ. উদ্দীপকে উল্লিখিত টেনিস বলটির কত সময় পরে মাটিতে আঘাত করবে?
ঘ. ভবনটির ৭ম ও ৪র্থ তলায় বলটির মোট শক্তি উদ্দীপকের তথ্য ব্যবহার করে গণনা করলে তা শক্তির সংরক্ষণ সূত্র মেনে চলবে- এ উক্তিটির সত্যতা যাচাই করে তোমার মতামত দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১০: 5 kg ভরের একটি বস্তুকে 5m উচ্চতা হতে মুক্তভাবে পড়তে দেয়া হলো এবং এটি একটি পেরেকের ওপর পতিত হলো। পেরেকটি মাটির মধ্যে 10 cm ঢুকে গেল।

ক. আমাদের দৈনন্দিন জীবনে কৃতকাজসমূহ কি সংরক্ষণশীল বল দ্বারা হয়, নাকি অসংরক্ষণশীল বল দ্বারা?
খ. ঋণাত্মক কাজের ক্ষেত্রে প্রযুক্ত বলের বিপরীত দিকে সরণ হয়- ব্যাখ্যা করো।
গ. মাটির গড় বাধাবল নির্ণয় করো।
ঘ. যদি এবার পেরেকটি মাটিতে 15 cm প্রবেশ করে, তাহলে কতটুকু বেশি উচ্চতা হতে বস্তুটিকে ফেলা হয়েছিল- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে নির্ণয় করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১১: 1000 kg ভরের একটি গাড়ি উল্লম্বের সাথে 60° কোণে আনত একটি রাস্তা ধরে 15 ms^-1 বেগে নিচে নামার সময় গাড়ির চালক ব্রেক কষে 40 m দূরত্বে থামলো।

ক. সেকেন্ড দোলক কাকে বলে?
খ. অভিকর্ষ বল সংরক্ষণশীল বল কেন?
গ. গাড়িটি থামাতে গতি প্রতিরোধকারী বলের মান নির্ণয় করো।
ঘ. গাড়িটি আনত তল বেয়ে নামার সময় শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি মানে কি? গাণিতিকভাবে যাচাই করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১২: 1000 kg ভরের একটি লিফট সর্বোচ্চ 800 kg ওজন বহন করতে পারে। 4000 N মানের একটি ধ্রুব ঘর্ষণ বল এর ঊর্ধ্বমুখী গতি ব্যাহত করে।

ক. শূন্য কাজ কী?
খ. বলের বিরুদ্ধে কাজ বলতে কী বুঝ?
গ. লিফটটি 5 m উপরে উঠতে কৃতকাজ নির্ণয় করো।
ঘ. লিফটটিকে 3 ms^-1 সমদ্রুতিতে উপরের দিকে উঠাতে যে ক্ষমতা সরবরাহ করতে হত তা কি 1000 kg ভরের একটি ক্রেন 500 kg ভরের বস্তু 10 s এ 50 m উঁচু দালানে তুলতে ক্ষমতার সমান হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৩: A ও B দুটি পানিপূর্ণ কুয়া। A কুয়ার গভীরতা ও ব্যাস যথাক্রমে 20 মিটার ও ৪ মিটার। B কুয়াটির গভীরতা A এর দ্বিগুণ কিন্তু ব্যাস A এর অর্ধেক। 3 H.P ক্ষমতার একটি মোটর উভয় কুয়াতে পৃথকভাবে স্থাপন করা হলো পানিশূন্য করার জন্য।

ক. অশ্বক্ষমতা কাকে বলে?
খ. “ঘর্ষণ বল একটি অসংরক্ষণশীল বল” কেন?
গ. A কুয়াটির অর্ধেক পানি উত্তোলনে কত পরিমাণ কাজ করতে হবে?
ঘ. “উভয় কুয়া একই সময়ে পানিশূন্য হবে”-গাণিতিকভাবে উক্তিটির যথার্থতা যাচাই করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৪: রাহাত একটি গাড়ি নিয়ে চিম্বুক পাহাড়ের গা ঘেঁষে নামছিলো। গাড়িটি উল্লম্বের সাথে 60° কোণে আনত এবং গাড়ির উপর ক্রিয়াশীল ঘর্ষণ বল অভিলম্ব প্রতিক্রিয়ার 0.2 গুণ। রাহাত 12.39 ms^-1 বেগে নিচে নামার সময় হঠাৎ সামনে একটি গাড়ি দেখতে পেল। এরপর সে ব্রেক করায় 30 m দূরত্ব অতিক্রম করার পর গাড়িটি থেমে যায়। এখানে, গাড়ির ভর 600 kg ।

ক. অপকেন্দ্র বল কী?
খ. একই আয়তনের দুটি বায়ুপূর্ণ বেলুনকে ভিন্ন তাপমাত্রায় রাখলে কী ঘটবে? ব্যাখ্যা করো।
গ. উদ্দীপকের গাড়িটির মোট শক্তি কত হবে?
ঘ. উদ্দীপকের গাড়িটি শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি মেনে চলবে কি না? গাণিতিকভাবে যাচাই করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৫: একটি পাম্প 50 min এ 5000 kg পানি একটি ঘর্ষণহীন 50 m পাইপ দিয়ে বিল্ডিং এর ছাদে উঠায়। পাইপটি বিল্ডিং এর ছাদের সাথে 60° কোণ করে আছে।

ক. গতিশক্তি কাকে বলে?
খ. বিভবশক্তি ও গতিশক্তির মধ্যে সম্পর্ক ব্যাখ্যা করো।
গ. পাম্পের পানির গতিশক্তি নির্ণয় করো।
ঘ. যদি পাম্পটি। মিনিটে একই কাজ করতে পারে তবে পাম্পের অশ্বক্ষমতা কত হবে? গাণিতিক বিশ্লেষণ করো।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৬: কাপ্তাই পানি বিদ্যুৎ কেন্দ্রের বাঁধের উচ্চতা 200 m এবং এর উৎপাদন ক্ষমতা 500 W।

ক. শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি কী?
খ. 500 Nm টর্ক বলতে কী বোঝায়?
গ. বাঁধের উপর থেকে একটি বস্তু ফেলে দিলে কত উচ্চতায় গতিশক্তি তার বিভব শক্তির চারগুণ হবে?
ঘ. টারবাইনের ক্ষমতা ৪০% হলে কী পরিমাণ পানি প্রতি সেকেন্ডে অপচয় হয়- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে তোমার মতামত দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৭: একটি পানিপূর্ণ কুয়ার গভীরতা 10 m এবং ব্যাস 2 m । একটি পাম্প 20 মিনিটে কুয়াটিকে পানিশূন্য করতে পারে। উত্ত পাম্পের সাথে আরও একটি 1 HP ক্ষমতার পাম্প যুক্ত করে কুয়াটিকে পানিশূন্য করলে কিছু সময় সাশ্রয় হয়।

ক. কৌণিক ভরবেগ কাকে বলে?
খ. কাজ কীভাবে ঋণাত্মক হতে পারে?
গ. প্রথম পাম্পের কৃত কাজ নির্ণয় করো।
ঘ. উদ্দীপকের আলোকে কত সময় সাশ্রয় হবে- গাণিতিক যুক্তিসহ মতামত দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৮: একটি পানিপূর্ণ কুয়ার গভীরতা 20 m ও ব্যাস 2 m l কুয়াটিকে পানিশূন্য করার জন্য 5 HP-এর একটি পাম্প লাগানো হলো। অর্ধেক পানি তোলার পর পাম্পটি নষ্ট হয়ে গেল। বাকি পানি তোলার জন্য একই ক্ষমতাসম্পন্ন আর একটি পাম্প লাগানো হলো।

ক. টর্কের সংজ্ঞা দাও।
খ. পৃথিবী সূর্যের নিকটবর্তী হলে পৃথিবীর বেগ বৃদ্ধি পায় কেপলারের সূত্রের আলোকে ব্যাখ্যা করো।
গ. প্রথম পাম্প দ্বারা সম্পাদিত কাজের পরিমাণ নির্ণয় করো।
ঘ. প্রথম ও দ্বিতীয় পাম্প দ্বারা পানি তুলতে একই সময় লাগবে কি না- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ১৯: পানিপূর্ণ একটি কুয়ার উচ্চতা ও ব্যাস যথাক্রমে 10m ও 4 ml 20 মিনিটে কুয়াটি খালি করতে একটি 6.87 HP ক্ষমতার পাম্প কাজ করছে। কিন্তু কূয়ার অর্ধেক খালি করার পরই পাম্পটি নষ্ট হয়ে যায়। তারপর অন্য একটি পাম্প দিয়ে ঐ সময়ের মধ্যেই কুয়াটি খালি করা হয়।

ক. কাজহীন বল কাকে বলে?
খ. ঘর্ষণ বল সর্বদাই অসংরক্ষণশীল বল- ব্যাখ্যা করো।
গ. প্রথম পাম্পটি কত সময় কাজ করেছিল? নির্ণয় করো।
ঘ. দ্বিতীয় পাম্পটির ক্ষমতা প্রথমটির সমান ছিল কি না? তোমার উত্তরের সপক্ষে গাণিতিক যুক্তি দাও।

সৃজনশীল প্রশ্ন ২০: একজন কৃষক তার জমিতে সেচ দেওয়ার কাজে 1 HP এর একটি পাম্প দ্বারা 10 m ব্যাসের ও 10 m গভীরতার একটি পুকুর থেকে পানি তুলছিল। সে লক্ষ করলো যে, পুকুরের প্রথম অর্ধেক পানি তুলতে যে সময় লাগে, বাকি অর্ধেক পানি তুলতে তার থেকে বেশি সময় লাগে।

ক. যান্ত্রিক শক্তি কাকে বলে?
খ. শক্ত মাটির চেয়ে নরম মাটিতে হাঁটতে অসুবিধা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
গ. উক্ত পাম্পটি 10 ঘন্টা ধরে চললে কী পরিমাণ কাজ সম্পাদন হবে? নির্ণয় করো।
ঘ. কৃষকের পর্যবেক্ষণটি সঠিক ছিল কি-না গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।

এখানে উচ্চ মাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা অধ্যায়ের মোট ২০ টি সৃজনশীল প্রশ্ন দেওয়া হলো। চাইলে নিচে থেকে এগুলোর পিডিএফ ও ডাউনলোড করা যাবে।

আরো দেখুনঃ HSC ভেক্টর সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তর