পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর কোনো বস্তুর ওজন যদি বস্তুটির অপসারিত তরলের ওজনের চেয়ে বেশি হয়, তবে বস্তুটি তরলে ডুবে যায়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর কোনো বস্তুর ওজন অপসারিত পানির ওজনের ঠিক সমান হলে বস্তুটি পানির ভেতরে যেখানে রাখা হয় সেখানেই থাকে, ভেসেও ওঠে না, ডুবেও যায় না। সাবমেরিনে এই নীতি কাজে লাগানো হয়। এর ট্যাংকে পানি ভরে বা পানি বের করে দিয়ে সাবমেরিনের মোট ওজন সমুদ্রের পানির প্লবতার সমান করা হয়। ফলে সেটি পানির নিচে স্থির থাকতে পারে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ভেলার ভর, $m = V\rho = 0.05 \times 600 = 30\ \mathrm{kg}$
   ডুবে থাকা আয়তন $V_1$ হলে, ভাসার শর্তে $V\rho = V_1\rho_w$
   বা, $V_1 = \frac{0.05 \times 600}{1000} = 0.03\ \mathrm{m}^3$
   অতএব, ভেলার $0.03\ \mathrm{m}^3$ (অর্থাৎ $60\%$) নদীর পানিতে ডুবে থাকবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ভেলাটি সম্পূর্ণ ডুবে গেলে সর্বোচ্চ প্লবতা হবে অপসারিত পানির ওজনের সমান।
   নদীতে সর্বোচ্চ প্লবতা সৃষ্টিকারী পানির ভর $= 0.05 \times 1000 = 50\ \mathrm{kg}$
   ভেলা ও শিশুর মোট ভর $= 30 + 32 = 62\ \mathrm{kg}$
   যেহেতু $62\ \mathrm{kg} > 50\ \mathrm{kg}$, তাই নদীতে ভেলা ও শিশু সম্পূর্ণ ডুবে যাবে।
   নদীতে অতিরিক্ত সর্বোচ্চ ভর বহন ক্ষমতা $= 50 - 30 = 20\ \mathrm{kg}$
   সমুদ্রে সর্বোচ্চ প্লবতা সৃষ্টিকারী পানির ভর $= 0.05 \times 1030 = 51.5\ \mathrm{kg}$
   সমুদ্রেও $62\ \mathrm{kg} > 51.5\ \mathrm{kg}$, তাই সেখানেও ভেলা ডুবে যাবে। সমুদ্রে অতিরিক্ত বহন ক্ষমতা $= 51.5 - 30 = 21.5\ \mathrm{kg}$।
   সিদ্ধান্ত: শিশুর ভর ($32\ \mathrm{kg}$) বহন ক্ষমতার ($20\ \mathrm{kg}$ বা $21.5\ \mathrm{kg}$) চেয়ে বেশি হওয়ায় ভেলাটি নদী ও সমুদ্র কোথাওই ভেসে থাকবে না। সমুদ্রের পানির ঘনত্ব বেশি হওয়ায় সেখানে বহন ক্ষমতা সামান্য বেশি, তবে শিশুকে বহন করার জন্য তা যথেষ্ট নয়।