পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর $m$ ভরের কোনো বস্তু $v$ বেগে চললে তার গতিশক্তি $= \frac{1}{2}mv^2$।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর গতিশক্তি $\frac{1}{2}mv^2$ বেগের বর্গের সমানুপাতিক। তাই বেগ দ্বিগুণ করলে গতিশক্তি চার গুণ হয়ে যায়। সংঘর্ষের সময় এই শক্তিই গাড়ির ক্ষতি করে এবং আরোহীদের আঘাত দেয়। বেগ বেশি হলে গাড়ি নিয়ন্ত্রণ করাও কঠিন হয়। এ কারণে বেগ দ্বিগুণ হলে ক্ষতি বহু গুণ বেড়ে যায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর 20 m s$^{-1}$ বেগে গতিশক্তি, $E_1 = \frac{1}{2} \times 1000 \times 20^2 = 200000\ \text{J}$
   30 m s$^{-1}$ বেগে গতিশক্তি, $E_2 = \frac{1}{2} \times 1000 \times 30^2 = 450000\ \text{J}$
   গতিশক্তির পার্থক্য $= E_2 - E_1 = 450000 - 200000 = 250000\ \text{J} = 2.5 \times 10^5\ \text{J}$
   অতএব, গতিশক্তির পার্থক্য $2.5 \times 10^5\ \text{J}$ (বেগ 1.5 গুণ হলে গতিশক্তি 2.25 গুণ হয়)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ট্রাকের বেগের দিককে ধনাত্মক ধরি। ট্রাকের ভর $m_1$, আদি বেগ $u_1 = 20\ \text{m s}^{-1}$। গাড়ির ভর $m_2 \approx 0$, আদি বেগ $u_2 = -20\ \text{m s}^{-1}$।
   সংঘর্ষের পর ট্রাকের বেগ, $v_1 = \frac{(m_1 - 0)u_1 + 0}{m_1 + 0} = u_1 = 20\ \text{m s}^{-1}$
   গাড়ির বেগ, $v_2 = \frac{(0 - m_1)u_2 + 2m_1u_1}{m_1} = -u_2 + 2u_1 = 20 + 40 = 60\ \text{m s}^{-1}$

   ট্রাকের বেগের পরিবর্তন $= 20 - 20 = 0$। অর্থাৎ ট্রাক সংঘর্ষের ভয়াবহতা প্রায় অনুভবই করবে না।
   গাড়ির বেগের পরিবর্তন $= 60 - (-20) = 80\ \text{m s}^{-1}$। অর্থাৎ গাড়ির বেগের দিক উল্টে গিয়ে মান 20 m s$^{-1}$ থেকে 60 m s$^{-1}$ (আদি মানের তিন গুণ) হয় এবং বেগের পরিবর্তন আদি বেগের চার গুণ হয়।
   এই প্রচণ্ড বেগ পরিবর্তনের ফলে ছোট গাড়িটি দুমড়েমুচড়ে যাবে এবং আরোহীদের প্রাণহানির সম্ভাবনা বেশি। অতএব, ছোট গাড়িটিই অনেক বেশি ক্ষতিগ্রস্ত হবে।

   পরামর্শ:
   (১) মহাসড়কে বেগ কম রাখা, কারণ বেগ কমালে গতিশক্তি দ্রুত কমে এবং ক্ষতি কমে।
   (২) ভারী ট্রাক ও বাসকে খুব সতর্কভাবে চালানো এবং বিপরীতমুখী যানের জন্য আলাদা লেন রাখা, যাতে মুখোমুখি সংঘর্ষের সুযোগ না থাকে।