পদার্থ বিজ্ঞান • ভৌত রাশি এবং তাদের পরিমাপ

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

মিম একটি পাত্রে 1.5 L পানি নিয়ে চুলায় বসিয়ে গরম করতে শুরু করল। সময় মাপার জন্য সে মনে মনে 'এক হাজার এক' বলে গুনতে লাগল এবং পানি ফুটতে শুরু করা পর্যন্ত মোট 150 বার বলল। তার ভাই একই সময়ে মোবাইল ফোনের স্টপ ওয়াচ চালু করে রেখেছিল, যেটিতে সময় দেখা গেল 2 min 36 s। হাতে চালু ও বন্ধ করার কারণে স্টপ ওয়াচের পাঠে মোট সর্বোচ্চ অনিশ্চয়তা 0.5 s ধরা হলো। (1 L পানির ভর প্রায় 1 kg)

  1. ক)

    থামা ঘড়ি কী কাজে ব্যবহৃত হয়?

    (1)
  2. খ)

    ভর সরাসরি মাপা যায় না, তাহলে ব্যালেন্স দিয়ে কীভাবে ভর মাপা হয়? ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    মিমের গণনা অনুযায়ী পানি ফুটতে কত সময় লেগেছিল এবং পাত্রের পানির ভর কত?

    (3)
  4. ঘ)

    স্টপ ওয়াচের অনিশ্চয়তা বিবেচনা করে পানি ফুটতে প্রকৃত সময় কোন সীমার মধ্যে থাকতে পারে তা নির্ণয় কর এবং মিমের গণনার সময় ওই সীমার মধ্যে পড়ে কি না যাচাই করে 'এক হাজার এক' পদ্ধতির যথার্থতা সম্পর্কে মতামত দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর থামা ঘড়ি বা স্টপ ওয়াচ ব্যবহার করে কোনো ঘটনা ঘটতে যে সময়কাল লাগে তা মাপা হয়।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর ভর সরাসরি মাপা যায় না, তাই সাধারণত ওজন মেপে তা থেকে ভর বের করা হয়। পুরনো নিক্তিতে বস্তুটিকে নির্দিষ্ট ভরের বাটখারার সাথে তুলনা করা হতো। আধুনিক ইলেকট্রনিক ব্যালেন্সে বস্তু রাখলে এর সেন্সর ওজন থেকে নিখুঁতভাবে ভরটি বের করে দেয়। এভাবে ব্যালেন্সের সাহায্যে বস্তুর ভর নির্ণয় করা হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর 'এক হাজার এক' বলতে মোটামুটি 1 s সময় লাগে।
    তাহলে 150 বার বলতে সময় লাগে = 150×1 s=150 s=15060 min=2.5 min150 \times 1\text{ s} = 150\text{ s} = \frac{150}{60}\text{ min} = 2.5\text{ min}।
    আবার 1 L পানির ভর প্রায় 1 kg।
    সুতরাং 1.5 L পানির ভর প্রায় 1.5×1=1.5 kg1.5 \times 1 = 1.5\text{ kg}।
    অতএব, মিমের গণনা অনুযায়ী সময় লেগেছে 150 s বা 2.5 min এবং পানির ভর প্রায় 1.5 kg।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর স্টপ ওয়াচের পাঠ = 2 min 36 s=2×60+36=156 s2\text{ min } 36\text{ s} = 2 \times 60 + 36 = 156\text{ s}।
    অনিশ্চয়তা ±0.5 s\pm 0.5\text{ s} হওয়ায় প্রকৃত সময় (156±0.5) s(156 \pm 0.5)\text{ s}, অর্থাৎ 155.5 s155.5\text{ s} থেকে 156.5 s156.5\text{ s} এর মধ্যে।
    মিমের গণনার সময় = 150 s150\text{ s}, যা এই সীমার নিচে অবস্থিত। সীমার সর্বনিম্ন মান থেকেও এটি 155.5−150=5.5 s155.5 - 150 = 5.5\text{ s} কম, তাই মিমের গণনা এই সীমার মধ্যে পড়ে না।
    স্টপ ওয়াচের পাঠের সাপেক্ষে মিমের গণনার পার্থক্য = 156−150=6 s156 - 150 = 6\text{ s}, শতকরা 6156×100%=3.85%\frac{6}{156} \times 100\% = 3.85\%। অর্থাৎ 'এক হাজার এক' বলতে গড়ে প্রায় 156150=1.04 s\frac{156}{150} = 1.04\text{ s} সময় লেগেছে, 1 s নয়।
    অতএব, 'এক হাজার এক' পদ্ধতি সময়ের একটি মোটামুটি ধারণা বা মাত্রাজ্ঞান দেয়, কিন্তু নিখুঁত পরিমাপের জন্য যথার্থ নয়। সুনির্দিষ্ট সময় মাপতে স্টপ ওয়াচ ব্যবহার করাই উচিত।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও