পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর শক্তি সৃষ্টি করা যায় না, ধ্বংসও করা যায় না; শক্তি শুধু এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়। এটাই শক্তির নিত্যতার সূত্র।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যখনই শক্তিকে এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তন করা হয়, তখন ঘর্ষণ ইত্যাদি কারণে কিছু শক্তি তাপশক্তি হিসেবে অপচয় হয়। এই তাপ আমরা আর ব্যবহারের জন্য ফিরে পাই না। মোটর জেনারেটরকে ঘোরালে যে বিদ্যুৎ পাওয়া যায়, তা দিয়ে আবার মোটরটিকে ঘোরাতে গেলে প্রতি ধাপে শক্তি কমতে থাকে। তাই কিছুক্ষণ পর মেশিনটি থেমে যায়। এই অপচয় পদার্থবিজ্ঞানের নিয়ম, প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতা নয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর শক্তির নিত্যতা অনুযায়ী ছাদে বিভবশক্তি = মাটি স্পর্শের পূর্বমুহূর্তে গতিশক্তি।
   এখানে, $m = 2\ \mathrm{kg}$, $h = 20\ \mathrm{m}$, $g = 9.8\ \mathrm{m\,s^{-2}}$
   $mgh = \frac{1}{2}mv^{2}$
   বা, $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 9.8 \times 20} = \sqrt{392}$
   $\approx 19.8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$
   অতএব, পাথরটির বেগ প্রায় $19.8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ছাদে পাথরের মোট শক্তি (শুধু বিভবশক্তি) $= mgh = 2 \times 9.8 \times 20 = 392\ \mathrm{J}$

   5 m উচ্চতায় পৌঁছাতে পাথরটি পড়েছে $= 20 - 5 = 15\ \mathrm{m}$
   এই উচ্চতায় বিভবশক্তি $= 2 \times 9.8 \times 5 = 98\ \mathrm{J}$
   এই উচ্চতায় গতিশক্তি $=$ হারানো বিভবশক্তি $= 2 \times 9.8 \times 15 = 294\ \mathrm{J}$
   (যাচাই: $v^{2} = 2 \times 9.8 \times 15 = 294$, গতিশক্তি $= \frac{1}{2} \times 2 \times 294 = 294\ \mathrm{J}$)
   যোগফল $= 98 + 294 = 392\ \mathrm{J}$
   অর্থাৎ ছাদের মোট শক্তির সমান। সুতরাং শক্তির নিত্যতা সূত্র সত্য।

   মাটিতে পড়ে থেমে যাওয়ার পর পাথরের গতিশক্তি ও বিভবশক্তি কোনোটিই থাকে না। কিন্তু শক্তি ধ্বংস হয়নি। মাটি স্পর্শের পূর্বমুহূর্তে পাথরের $392\ \mathrm{J}$ গতিশক্তি আঘাতের সময় শব্দশক্তি ও তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হয়েছে এবং বালু ও পাথর সামান্য উষ্ণ হয়েছে। অর্থাৎ যান্ত্রিক শক্তি শব্দ ও তাপশক্তিতে রূপ নিয়েছে, মোট শক্তি অপরিবর্তিত আছে।