পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর এক বর্গমিটার ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে এক নিউটন বল প্রযুক্ত হলে যে চাপ সৃষ্টি হয়, তাকে এক প্যাসকেল ($1\ \mathrm{Pa}$) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর চাপ $P = \frac{F}{A}$, অর্থাৎ বল স্থির থাকলে চাপ ক্ষেত্রফলের ব্যস্তানুপাতিক। ছুরিতে ধার দিলে এর ধারালো প্রান্তের ক্ষেত্রফল খুব কমে যায়। ফলে একই বল প্রয়োগ করলেও ছুরির প্রান্ত দিয়ে বস্তুর উপর অনেক বেশি চাপ পড়ে। এই বেশি চাপের কারণে ছুরি সহজেই বস্তুর ভেতরে ঢুকে যায় এবং কাটা সহজ হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, ভর $m = 60\ \mathrm{kg}$, দাঁড়ানো অবস্থায় ক্ষেত্রফল $A = 0.03\ \mathrm{m}^2$।
   রাহিমের ওজন, $F = mg = 60 \times 9.8 = 588\ \mathrm{N}$
   আমরা জানি, $P = \frac{F}{A}$
   বা, $P = \frac{588}{0.03} = 19600\ \mathrm{Pa}$
   অতএব, দাঁড়ানো অবস্থায় রাহিম চোরাবালিতে $19600\ \mathrm{Pa}$ চাপ প্রয়োগ করছিল।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর চোরাবালি সর্বোচ্চ প্রতি $1\ \mathrm{m}^2$-এ $5000\ \mathrm{N}$ বল সহ্য করতে পারে, অর্থাৎ সহনীয় সর্বোচ্চ চাপ $5000\ \mathrm{Pa}$।
   দাঁড়ানো অবস্থায় চাপ $= 19600\ \mathrm{Pa}$, যা $5000\ \mathrm{Pa}$ এর চেয়ে বেশি। তাই রাহিম ডুবতে থাকবে।
   শুয়ে থাকা অবস্থায় রাহিমের ওজন একই, $F = 588\ \mathrm{N}$ এবং ক্ষেত্রফল $A' = 0.6\ \mathrm{m}^2$।
   অতএব চাপ, $P' = \frac{588}{0.6} = 980\ \mathrm{Pa}$
   এই চাপ $5000\ \mathrm{Pa}$ এর চেয়ে কম। আবার $\frac{P}{P'} = \frac{19600}{980} = 20$, অর্থাৎ শুয়ে পড়লে চাপ ২০ গুণ কমে যায়।
   সিদ্ধান্ত: শুয়ে পড়লে বল প্রয়োগকারী ক্ষেত্রফল অনেক বেড়ে যাওয়ায় চাপ চোরাবালির সহনসীমার নিচে নেমে আসে, তাই রাহিম ডুবে যাওয়া থেকে রক্ষা পাবে। বন্ধুর পরামর্শ সঠিক ছিল।