পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর অসীম দূরত্ব থেকে $1\ \text{C}$ ধনাত্মক আধানকে তড়িৎ ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে আনতে যদি $1\ \text{J}$ কাজ সম্পন্ন হয়, তবে ঐ বিন্দুর বিভবকে $1\ \text{V}$ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর চার্জ প্রবাহিত হয় বিভব পার্থক্যের জন্য, বিভবের মানের জন্য নয়। কাক যখন উচ্চ ভোল্টেজের তারে বসে, তখন তার শরীরের বিভব ও তারের বিভব সমান হয়ে যায়। ফলে কাকের শরীর ও তারের মধ্যে কোনো বিভব পার্থক্য থাকে না। বিভব পার্থক্য না থাকায় তার থেকে কাকের শরীরে কোনো চার্জ প্রবাহিত হয় না। তাই কাক ইলেকট্রিক শক খায় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর আমরা জানি, বিন্দু আধানের জন্য $V = k\dfrac{Q}{r}$।
   A বিন্দুর বিভব, $V_A = \dfrac{9 \times 10^{9} \times 3 \times 10^{-6}}{0.3} = 9 \times 10^{4}\ \text{V}$
   B বিন্দুর বিভব, $V_B = \dfrac{9 \times 10^{9} \times 3 \times 10^{-6}}{0.6} = 4.5 \times 10^{4}\ \text{V}$
   সুতরাং বিভব পার্থক্য, $V_A - V_B = 9 \times 10^{4} - 4.5 \times 10^{4} = 4.5 \times 10^{4}\ \text{V}$।
   অতএব, A ও B বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য $4.5 \times 10^{4}\ \text{V}$ বা $45000\ \text{V}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর Q ও বলের আধান উভয়ই ধনাত্মক। সমধর্মী আধানের মধ্যে বিকর্ষণ বল কাজ করে, তাই ছেড়ে দিলে বলটি Q থেকে দূরে সরে যাবে, অর্থাৎ A থেকে B এর দিকে গতিশীল হবে। A বিন্দুর বিভব B বিন্দুর বিভব অপেক্ষা বেশি, তাই ধনাত্মক আধান উচ্চ বিভব থেকে নিম্ন বিভবের দিকে যায়।

   A থেকে B তে যাওয়ার সময় তড়িৎ ক্ষেত্র বলের ওপর কাজ করে এবং এই কাজ বলের গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
   কৃত কাজ, $W = q(V_A - V_B) = 2 \times 10^{-6} \times 4.5 \times 10^{4} = 0.09\ \text{J}$
   বলের ভর, $m = 1\ \text{g} = 10^{-3}\ \text{kg}$
   শক্তির সংরক্ষণ সূত্র অনুযায়ী, $\dfrac{1}{2}mv^2 = W$
   বা, $v^2 = \dfrac{2W}{m} = \dfrac{2 \times 0.09}{10^{-3}} = 180$
   বা, $v = \sqrt{180} \approx 13.42\ \text{m/s}$

   অতএব, বলটি A থেকে B এর দিকে (Q থেকে দূরে) গতিশীল হবে এবং B বিন্দুতে এর বেগ হবে প্রায় $13.42\ \text{m/s}$।