নিউটনিয়ান বলবিদ্যা সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর ২০২৪
উচ্চমাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৪র্থ অধ্যায় নিউটনিয়ান বলবিদ্যা এর সৃজনশীল প্রশ্ন এবং উত্তর নিচে দেওয়া হলো।
উচ্চ মাধ্যমিক একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণীর বিজ্ঞান বিভাগের পদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্রের চতুর্থ অধ্যায়ের নাম নিউটনিয়ান বলবিদ্যা। HSC – পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র: ৪র্থ অধ্যায় সৃজনশীল প্রশ্ন নিচে দেওয়া হলো।
নিউটনিয়ান বলবিদ্যা সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর
নিউটনিয়ান বলবিদ্যা হলো পদার্থবিজ্ঞানের একটি ভৌত শাখা যেখানে গতিশীল বস্তু এবং বলের মধ্যে সম্পর্ক নিয়ে আলোচনা করা হয়। নিউটোনিয়ান বলবিদ্যা মূলত আমরা আমাদের প্রাত্যাহিক জীবনে যেসব গতিবিধি লক্ষ্য করি, সেগুলো ব্যাখ্যা করে। HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র ৪র্থ অধ্যায় এ নিউটনিয়ান বলবিদ্যা সম্পর্কে আলোচনা করা হয়েছে।
নিউটনিয়ান বলবিদ্যা সৃজনশীল প্রশ্ন
সৃজনশীল প্রশ্ন ১: হেনার ভর 50 kg, সে শীতের ছুটিতে রাঙামাটি বেড়াতে যায়। 250 kg ভরের একটি গাড়িতে চড়ে 30° কোণে রাঙামাটির ঢালু পথে 5 ms-1 ত্বরণে উপরের দিকে আরোহণ করছে।
ক. চক্রগতির ব্যাসার্ধ কাকে বলে?
খ. দরজার হাতল কবজা থেকে দূরে রাখা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
গ. উপরের দিকে আরোহণের জন্য গাড়ি কর্তৃক প্রযুক্ত বলের মান নির্ণয় করো।
ঘ. একই ত্বরণে নিচে নামার ক্ষেত্রে বলের মানের পরিবর্তন হবে কিনা বিশ্লেষণ করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ২: 1450 kg ভরের একটি গাড়ি পাহাড়ি রাস্তায় নামছে, যা ভূমির সাথে 30° কোণে আনত। গাড়িটির বেগ 25 ms-1। সামনে একটি বালককে দেখে গাড়িটি 50m দূরত্ব অতিক্রম করে থেমে গেল।
ক. ক্ষমতা কাকে বলে?
খ. স্থির গাড়ীতে বসে থাকা আরোহী গাড়ীকে ঠেলে গতিশীল করতে পারে না কেন?
গ. গাড়িটির ওপর ক্রিয়াশীল ঘর্ষণ বল কত হবে?
ঘ. গাড়িটি শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি মেনে চলে কিনা বিশ্লেষণ করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৩: 100 kg ভরের একখানি স্থিরভাবে ভাসমান ভেলার দুই প্রান্তে দুজন সাঁতারু দাঁড়িয়ে আছেন। তাদের ভর যথাক্রমে 50 kg ও 70 kg | সাঁতারুদ্বয় একসাথে 4 m/s বেগে ভেলা থেকে পরস্পর বিপরীত দিকে লাফ দেন।
ক. ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়ার মধ্যবর্তী কোণ কত?
খ. নিউটনের গতির ২য় সূত্র ব্যাখ্যা করো।
গ. ভেলাটির বেগ কত ছিল?
ঘ. সাঁতারুদ্বয়ের বেগের অনুপাত কত হলে ভেলাটি স্থির থাকবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৪: 400 g ভর ও 0.5 m ব্যাসার্ধবিশিষ্ট একটি পাতলা চাকতি ভারকেন্দ্রগামী অক্ষের সমান্তরালে স্পর্শগামী অক্ষের সাপেক্ষে মিনিটে 300 বার গতিতে ঘুরছে।
ক. কৌণিক ভরবেগের সংরক্ষণ বিধিটি লিখ।
খ. নিউটনের গতিসূত্রের সীমাবদ্ধতা কী?
গ. চাকতিটির কৌণিক ভরবেগ নির্ণয় করো।
ঘ. চাকতিটিকে 10 cm প্রস্থ ও 1 m দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট পাতলা পাতে পরিণত করে প্রান্তগামী অক্ষের সাপেক্ষে অভিন্ন গতিতে ঘুরালে এর জড়তার ভ্রামকের কীরূপ পরিবর্তন হবে? গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৫: 142 cm এবং 122 cm ব্যাসের দুটি বৈদ্যুতিক পাখা বানানো হলো। প্রথমটি মিনিটে 150 বার ও দ্বিতীয়টি মিনিটে 180 বার ঘুরে। সুইচ বন্ধ করার 25 পর উভয় পাখা থেমে যায়।
ক. টর্কের সংজ্ঞা লিখ।
খ. ঘূর্ণন গতির ক্ষেত্রে জড়তার ভ্রামক বস্তুর ভরের সমতুল্য- ব্যাখ্যা করো।
গ. প্রথম পাখাটির প্রান্তবিন্দুতে কেন্দ্রমুখী ত্বরণ হিসাব করো।
ঘ. সুইচ বন্ধ করার পর থেমে যাবার আগ পর্যন্ত উভয় পাখাই কি সমান সংখ্যক বার ঘুরে থেমেছে- যাচাই করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৬: স্থির অবস্থান থেকে ঘূর্ণায়মান একটি কণার কৌণিক সরণ নিচের সমীকরণটি অনুযায়ী পরিবর্তিত হচ্ছে। Θ = (3t2/5) + (t/3)
ক. ঘাত বল কাকে বলে?
খ. নরম মাটিতে লাফ দিলে তুলনামূলকভাবে আঘাত পাওয়ার সম্ভাবনা কম কেন- ব্যাখ্যা করো।
গ. 5 sec পরে বস্তুকণাটির তাৎক্ষণিক কৌণিক বেগ কত হবে?
ঘ. 5 sec পরে কণাটির কৌণিক ত্বরণ 5 rads-2 এর চেয়ে বেশি না কম হবে- নির্ণয় করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৭: স্থাপন করে তাকে ঘুরানো হচ্ছে। দণ্ডের দৈর্ঘ্য ও ভর যথাক্রমে 1 m ও 100 gm। পরবর্তীতে দণ্ডটিকে পিটিয়ে 0.1 m ব্যাসার্ধের পাতলা বৃত্তাকার চাকতিতে পরিণত করা হলো। অপর ক্ষেত্রে, চাকতির ভরের সাথে আরো 200 gm যোগ করে 2 × 10-3 m3 আয়তনের নিরেট গোলকে পরিণত করা হলো।
ক. ঘাত বল কী?
খ. ক্রিয়া প্রতিক্রিয়া সমান ও বিপরীত হলেও তারা সাম্যাবস্থা সৃষ্টি করতে পারে না কেন?
গ. দণ্ডের জড়তার ভ্রামক নির্ণয় করো।
ঘ. চাকতির যে কোনো স্পর্শকের সাপেক্ষে চক্রগতির ব্যাসার্ধ ও গোলকের ব্যাসের সাপেক্ষে চক্রগতির ব্যাসার্ধের তুলনামূলক গাণিতিক বিশ্লেষণ দাও।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৮: 60 kg ভরের একজন নৃত্যশিল্পী দু’হাত প্রসারিত করে মিনিটে 20 বার ঘুরতে পারেন। তিনি একটি সংগীত এর সাথে তাল মেলানোর চেষ্টা করছিলেন।
ক. চক্রগতির ব্যাসার্ধ কী?
খ. ‘নিজ অক্ষের চারদিকে ঘূর্ণায়মান কোনো ব্যক্তির জড়তার ভ্রামক অর্ধেক হলে কৌণিক গতি দ্বিগুণ হয়’- এর তাৎপর্য লিখো।
গ. নৃত্যশিল্পীকে সংগীত এর সাথে ঐকতানিক হতে মিনিটে 30 বার ঘুরলে জড়তার ভ্রামকদ্বয়ের তুলনা করো।
ঘ. উদ্দীপকের নৃত্যশিল্পীর পরিবর্তিত কৌণিক গতিশক্তি দ্বিগুণ হবে কি? বিশ্লেষণপূর্বক মতামত দাও।
সৃজনশীল প্রশ্ন ৯: একটি গোলকের ভর 200 gm এবং ব্যাসার্ধ 50 cm । গোলকটি নিজ অক্ষের সাপেক্ষে প্রতি মিনিটে 40 বার ঘুরে। আবার, একটি ঘনবস্তুর দৈর্ঘ্য 4.4 cm, প্রস্থ 3.5 cm, উচ্চতা 1.4 cm, বস্তুটির ঘূর্ণন অক্ষ বস্তুটির এক প্রান্তে অবস্থিত এবং বড় অংশগুলোর সাথে লম্বভাবে অবস্থিত। ঘনবস্তুর ভর 172 gm। একজন শিক্ষার্থী ঘনবস্তুর জড়তার ভ্রামক নির্ণয় করে 47 × 10-5 kgm2 ।
ক. কেন্দ্রমুখী বলের সংজ্ঞা দাও।
খ. বাঁকা পথে সাইকেল চালাতে হলে সাইকেলসহ আরোহীকে বৃত্তের কেন্দ্রের দিকে হেলতে হয় কেন?
গ. গোলকটির ঘূর্ণন গতিশক্তি কত?
ঘ. শিক্ষার্থীর পর্যবেক্ষণ সঠিক ছিল কিনা বিশ্লেষণ করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১০: তামান্না সার্কাস দেখাতে গিয়ে দুই হাত প্রসারিত করে 1 rev s-1 বেগে ঘুরছিল। ঘুরতে ঘুরতে ক্লান্ত হয়ে যাওয়ায় সে শক্তি ব্যয় S কমানোর জন্য দুই হাত গুটিয়ে নেয়। এতে তার জড়তার ভ্রামক ৪০ ভাগ কমে যায়।
ক. ঘূর্ণন জড়তা কাকে বলে?
খ. রাস্তার বাঁকে ব্যাংকিং করা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
গ. হাত গুটানো অবস্থায় প্রতি সেকেন্ডে তামান্নার ঘূর্ণন সংখ্যা কত ছিল?
ঘ. শক্তি ব্যয় কমানোর জন্য তামান্নার গৃহীত পদক্ষেপ সঠিক ছিল কিনা? গাণিতিক বিশ্লেষণের সাহায্যে যাচাই করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১১: 1000 kg ভরের একটি বাস 78125 J গতিশক্তি নিয়ে চলার সময় হঠাৎ 145 m ব্যাসার্ধবিশিষ্ট একটি বাঁকের সম্মুখীন হলো। রাস্তার প্রস্থ 7m এবং প্রান্তদ্বয়ের মধ্যকার উচ্চতার ব্যবধান 0.3 m ।
ক. বলের ঘাত কী?
খ. হাত ঘড়ির কাঁটার গতি কি দোলন গতি- ব্যাখ্যা করো।
গ. বাসটির ভরবেগ বের করো।
ঘ. গতিবেগ না কমিয়ে বাসটি নিরাপদে বাঁক অতিক্রম করতে পারবে কিনা- গাণিতিক ব্যাখ্যা দাও।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১২: রহিম ৪০ cm দৈর্ঘ্যের একখণ্ড সুতার এক প্রান্তে 200 g ভরের একটি বস্তু বেঁধে বৃত্তাকার পথে প্রতি মিনিটে 90 বার ঘুরাচ্ছে। অপর দিকে, করিম 60 cm দৈর্ঘ্যের অপর একখণ্ড সুতার এক প্রান্তে 150 g ভরের একটি বস্তু বেঁধে একইভাবে প্রতি মিনিটে 120 বার ঘুরাচ্ছে।
ক. জড়তার ভ্রামক কাকে বলে?
খ. দুটি বস্তু সংঘর্ষের পর এক সঙ্গে আটকে গেলে সংঘর্ষটি স্থিতিস্থাপক হবে কি? ব্যাখ্যা করো।
গ. রহিমের দ্বারা ঘুরানো বস্তুটির কৌণিক ভরবেগ নির্ণয় করো।
ঘ. উদ্দীপকের ঘটনায় রহিম ও করিম সুতায় সমান টান পেয়েছিল কি? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৩: নয়ন 25 g ভরের একটি পাথর খণ্ডকে 1 m দীর্ঘ একটি সুতার সাহায্যে বৃত্তাকার পথে ঘুরাচ্ছে। পাথর খণ্ডটি প্রতি সেকেন্ডে 5 বার ঘুরছে। পাথরের ঘূর্ণন সংখ্যা একই রেখে সুতার দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করা হলো। সুতা সর্বাধিক 40 N বল সহ্য করতে পারে।
ক. কৌণিক বেগ কী?
খ. পরম শূন্য তাপমাত্রায় গ্যাসের সকল অণু স্থির থাকে- ব্যাখ্যা করো।
গ. প্রথম ক্ষেত্রে পাথরটির কৌণিক ভরবেগ নির্ণয় করো।
ঘ. নয়ন সুতার দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করে ঘূর্ণন সফলভাবে সম্পন্ন করতে পারবে কিনা- গাণিতিকভাবে যাচাই করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৪: কালাম 0.25 kg ভরের একটি পাথরকে একটি রশির এক প্রান্তে বেঁধে 90 rev/min বেগে ঘুরাতে লাগল। ১ম মিনিটে রশিটির দৈর্ঘ্য ছিল 0.25 মি.। সে রশিটির দৈর্ঘ্য প্রতি মিনিটে 0.25 মিটার হারে বৃদ্ধি করছিল।
ক. কেন্দ্রমুখী ত্বরণ কী?
খ. যদি একটি লিফটের দড়ি ছিঁড়ে যায় তবে লিফটের মধ্যকার একজন ব্যক্তি কেন ওজনহীনতা অনুভব করেন- ব্যাখ্যা করো।
গ. ৩য় মিনিটে পাথরটির রৈখিক বেগ কত ছিল?
ঘ. যদি, রশিটি সর্বোচ্চ 30 N টান সহ্য করতে পারে, তবে পাথরটিকে 6 মিনিট যাবৎ ঘুরানো সম্ভব হবে কি?
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৫: একটি রোলার কোস্টার 28 m ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার পথে উল্লম্ব তলে ঘুরছে। 40 kg ভরের একটি বালক উক্ত পথে ঘূর্ণনরত অবস্থায় বৃত্তাকার পথে সর্বোচ্চ অবস্থানে একটি মুখ খোলা পানিপূর্ণ বোতল উপুড় করে দেখল, পানি নিচে পড়ে না এবং বালকটি বৃত্তাকার পথের বিভিন্ন বিন্দুতে তার ওজনের তারতম্য অনুভব করলো।
ক. ঘূর্ণন জড়তা কাকে বলে?
খ. নিউটনের গতিসংক্রান্ত দ্বিতীয় সূত্রটি লেখচিত্রের মাধ্যমে প্রকাশ করো।
গ. রোলার কোস্টারটি মিনিটে ন্যূনতম কত বার ঘুরলে সর্বোচ্চ অবস্থানে উপুড় করা বোতলের পানি নিচে পড়বে না?
ঘ. উদ্দীপকের বালকটির ওজনের তারতম্যের গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৬: অপু 20 m ব্যাসার্ধবিশিষ্ট একটি বৃত্তাকার মাঠের চতুর্পার্শ্বে সর্বোচ্চ 30° কোণে কেন্দ্রের দিকে হেলানো অবস্থায় নিরাপদে সাইকেল চালাতে পারে। সে 20 km/h বেগে সাইকেল চালাচ্ছিল।
ক. টর্ক কী?
খ. ঘর্ষণ বল একটি অসংরক্ষণশীল বল- ব্যাখ্যা করো।
গ. বৃত্তাকার পথে 5 km এর সমান পথ অতিক্রম করতে কতবার মাঠ প্রদক্ষিণ করতে হবে?
ঘ. উদ্দীপকে উল্লিখিত মাঠে দ্বিগুণ বেগে অপু ঐ পথ নিরাপদে অতিক্রম করতে পারবে। সত্যতা যাচাই করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৭: একটি রাস্তা 100 m ব্যাসার্ধের বাঁক নিয়েছে এবং ঐ স্থানে রাস্তাটি 1 m চওড়া। এর ভিতরের কিনারা থেকে বাইরের কিনারা 10 cm উঁচু। একটি গাড়ি ঐ রাস্তা দিয়ে চলছে যার চাকার ভর 4 kg এবং চক্রগতির ব্যাসার্ধ 25 cm ।
ক. টর্ক কী?
খ. রাস্তার বাঁকের ভিতরের প্রান্ত থেকে বাইরের প্রান্ত কেন উঁচু হয়?
গ. সর্বোচ্চ কত বেগে এই স্থানে নিরাপদে বাঁক নেওয়া সম্ভব?
ঘ. গাড়ির চাকাটিতে 5 rads2 কৌণিক ত্বরণ সৃষ্টি করতে কত মানের টর্ক প্রয়োগ হবে তা গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৮: রাস্তার কোনো এক বাঁকের ব্যাসার্ধ 50m এবং রাস্তার উভয় পার্শ্বের উচ্চতার পার্থক্য 0.5 m, রাস্তার প্রস্থ 5 m ।
ক. কেন্দ্রমুখী বল কাকে বলে?
খ. জড়তার ভ্রামক 50 kg-m2 বলতে কী বোঝ?
গ. রাস্তার প্রকৃত ব্যাংকিং কোণ কত?
ঘ. উদ্দীপকের রাস্তায় 108 km/h বেগে একটি গাড়ি নিরাপদে চালানো সম্ভব কিনা- গাণিতিকভাবে যাচাই করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ১৯: মিটারগেজ ও ব্রডগেজ রেল লাইনের দুটি পাতের মধ্যবর্তী দূরত্ব যথাক্রমে 0.8 m ও 1.3 m। যে স্থানে বাঁকের ব্যাসার্ধ 500 m, ঐ স্থানে লাইনগুলোর মধ্যে উচ্চতার পার্থক্য যথাক্রমে 7.00 cm ও 11.37 cm ।
ক. টর্ক কাকে বলে?
খ. বাঁকাপথে দ্রুতগতিতে চলা কোনো গাড়ি উল্টে যেতে পারে- কেন?
গ. ১ম লাইনের ব্যাংকিং কোণ কত?
ঘ. কোন লাইনে রেলগাড়ি অধিক দ্রুততার সাথে বাঁক নিতে পারবে- গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মন্তব্য করো।
সৃজনশীল প্রশ্ন ২০: 12 m প্রশস্থ একটি রাস্তার বাঁকে ভেতরের পৃষ্ঠ হতে বাইরের পৃষ্ঠ 1.2 m উঁচু। উক্ত বাঁকে একটি স্কুল বাস সর্বোচ্চ 25 km/h বেগে নিরাপদে অতিক্রম করল। কিন্তু একজন মোটর সাইকেল আরোহী 40 km/h বেগে নিরাপদে অতিক্রম করতে পারে।
ক. সংরক্ষণশীল বল কাকে বলে?
খ. বলের ঘাত ও ভরবেগের পরিবর্তনের মধ্যে সম্পর্ক নির্ণয় করো।
গ. উদ্দীপকের বাঁকের ব্যাসার্ধ নির্ণয় করো।
ঘ. মোটর সাইকেল আরোহী নিরাপদে বাঁক নিতে কী ব্যবস্থা গ্রহণ করেছিল তা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।
আরো দেখুনঃ
এখানে উচ্চ মাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের নিউটনিয়ান বলবিদ্যা অধ্যায়ের মোট ২০ টি সৃজনশীল প্রশ্ন দেওয়া হলো। চাইলে নিচে থেকে এগুলোর পিডিএফ ও ডাউনলোড করা যাবে।
