পদার্থ বিজ্ঞান • ভৌত রাশি এবং তাদের পরিমাপ

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

শিক্ষক সুমি ও তার সহপাঠীদের একটি আয়তাকার কাগজের ক্ষেত্রফল নির্ণয় করতে বললেন। সুমির রুলারে শুধু cm দাগ কাটা আছে। এই রুলার দিয়ে সে কাগজটির দৈর্ঘ্য 12 cm এবং প্রস্থ 8 cm পেল। এরপর শিক্ষক তাকে mm দাগযুক্ত একটি রুলার দিলেন, যেটি দিয়ে একই কাগজের দৈর্ঘ্য 12.0 cm এবং প্রস্থ 8.0 cm পাওয়া গেল। সুমি বলল, নতুন রুলার ব্যবহার করলে ক্ষেত্রফলের শতকরা ত্রুটি আগের প্রায় দশ ভাগের এক ভাগে নেমে আসবে।

  1. ক)

    চূড়ান্ত ত্রুটি কী?

    (1)
  2. খ)

    পরিমাপে ত্রুটি হওয়া স্বাভাবিক—ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    cm দাগযুক্ত রুলার দিয়ে মাপা ক্ষেত্রফলের আপেক্ষিক ত্রুটি কত শতাংশ?

    (3)
  4. ঘ)

    mm দাগযুক্ত রুলার ব্যবহার করলে ক্ষেত্রফলের শতকরা ত্রুটি আগের প্রায় দশ ভাগের এক ভাগ হবে—সুমির এই দাবিটি গাণিতিকভাবে যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর পরিমাপ করা মান এবং প্রকৃত মানের পার্থক্যকে চূড়ান্ত ত্রুটি বলে। প্রকৃত মান জানা না থাকায় সবচেয়ে বেশি সম্ভাব্য ত্রুটিকেই চূড়ান্ত ত্রুটি ধরা হয়।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর পরিমাপ করার জন্য আমরা যেসব যন্ত্রপাতি ব্যবহার করি সেগুলো কখনোই সম্পূর্ণ নির্ভুল নয়। প্রতিটি যন্ত্রে একটি ক্ষুদ্রতম দাগ থাকে এবং তার চেয়ে সূক্ষ্মভাবে মাপা সম্ভব হয় না। ফলে মাপা মানের সাথে সবসময় কিছুটা অনিশ্চয়তা থাকে। তাই পরিমাপে ত্রুটি হওয়া স্বাভাবিক এবং ফলাফলের সাথে এই অনিশ্চয়তাটুকুও জানিয়ে দিতে হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর রুলারে শুধু cm দাগ থাকায় প্রতিটি পাঠের ত্রুটি ±0.5 cm\pm 0.5\text{ cm}।
    দৈর্ঘ্য 12±0.5 cm12 \pm 0.5\text{ cm} এবং প্রস্থ 8±0.5 cm8 \pm 0.5\text{ cm}।
    মাপা ক্ষেত্রফল = 12×8=96 cm212 \times 8 = 96\text{ cm}^2
    সর্বনিম্ন ক্ষেত্রফল = 11.5×7.5=86.25 cm211.5 \times 7.5 = 86.25\text{ cm}^2
    সর্বোচ্চ ক্ষেত্রফল = 12.5×8.5=106.25 cm212.5 \times 8.5 = 106.25\text{ cm}^2
    পার্থক্য: 96−86.25=9.75 cm296 - 86.25 = 9.75\text{ cm}^2 এবং 106.25−96=10.25 cm2106.25 - 96 = 10.25\text{ cm}^2
    বড়টি নিয়ে চূড়ান্ত ত্রুটি = 10.25 cm210.25\text{ cm}^2
    আপেক্ষিক ত্রুটি = 10.2596=0.1068\frac{10.25}{96} = 0.1068, শতকরা 10.68%10.68\%।
    অতএব, আপেক্ষিক ত্রুটি প্রায় 10.68%10.68\%।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর mm দাগযুক্ত রুলারে প্রতিটি পাঠের ত্রুটি ±0.5 mm=±0.05 cm\pm 0.5\text{ mm} = \pm 0.05\text{ cm}।
    দৈর্ঘ্য 12.0±0.05 cm12.0 \pm 0.05\text{ cm} এবং প্রস্থ 8.0±0.05 cm8.0 \pm 0.05\text{ cm}।
    মাপা ক্ষেত্রফল = 12.0×8.0=96 cm212.0 \times 8.0 = 96\text{ cm}^2
    সর্বনিম্ন ক্ষেত্রফল = 11.95×7.95=95.0025 cm211.95 \times 7.95 = 95.0025\text{ cm}^2
    সর্বোচ্চ ক্ষেত্রফল = 12.05×8.05=97.0025 cm212.05 \times 8.05 = 97.0025\text{ cm}^2
    পার্থক্য: 96−95.0025=0.9975 cm296 - 95.0025 = 0.9975\text{ cm}^2 এবং 97.0025−96=1.0025 cm297.0025 - 96 = 1.0025\text{ cm}^2
    বড়টি নিয়ে চূড়ান্ত ত্রুটি = 1.0025 cm21.0025\text{ cm}^2
    আপেক্ষিক ত্রুটি = 1.002596=0.01044\frac{1.0025}{96} = 0.01044, শতকরা প্রায় 1.04%1.04\%।
    আগের ও পরের শতকরা ত্রুটির অনুপাত = 10.681.04≈10.3\frac{10.68}{1.04} \approx 10.3, অর্থাৎ নতুন ত্রুটি আগের প্রায় 110\frac{1}{10} ভাগ।
    অতএব, সুমির দাবি সঠিক। রুলারের দাগ যত সূক্ষ্ম হয়, পরিমাপ তত নির্ভুল হয়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও