পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর কোনো বস্তুর ওপর একাধিক বল ক্রিয়া করা সত্ত্বেও যদি তাদের লব্ধি শূন্য হয় এবং বস্তুর ত্বরণ না হয়, তবে ওই বলগুলোকে সাম্য বল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর সুতায় ঝোলানো স্থির বস্তুর ওপর নিচের দিকে ওজন এবং ওপরের দিকে সুতার টান কাজ করে। এই বল দুটি সমান ও বিপরীতমুখী হওয়ায় লব্ধি শূন্য থাকে এবং বস্তুটি স্থির থাকে। সুতা কেটে দিলে টান আর থাকে না। তখন শুধু ওজন বা অভিকর্ষ বল নিচের দিকে কাজ করে, যা অসাম্য বল। এই অসাম্য বলের কারণে বস্তুটি অভিকর্ষজ ত্বরণে নিচে পড়তে শুরু করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বইটির ওজন, $W = mg = 6 \times 9.8 = 58.8\ \text{N}$
   বইটি স্থির থাকায় উল্লম্ব দিকে বলের লব্ধি শূন্য। প্রতিটি দড়ির টান $T$ এবং কোণ $\theta = 30^\circ$ হলে,
   $2T\sin\theta = W$
   বা, $T = \frac{W}{2\sin 30^\circ} = \frac{58.8}{2 \times 0.5} = 58.8\ \text{N}$
   অতএব, প্রতিটি দড়ির টান $58.8\ \text{N}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বইটি স্থির থাকতে হলে ওজন $W$ কে দুই দড়ির টানের উল্লম্ব উপাংশের সমষ্টি দ্বারা নিষ্ক্রিয় করতে হবে, অর্থাৎ $2T\sin\theta = W$ বা $T = \frac{W}{2\sin\theta}$।
   দড়ি সোজা করতে গেলে $\theta$ ক্রমশ কমতে থাকে এবং দড়ি পুরোপুরি সোজা হলে $\theta = 0^\circ$ হয়, তখন $\sin\theta = 0$। এ অবস্থায় $T$ এর মান অসীম হওয়া প্রয়োজন, যা সম্ভব নয়। তাই দড়ি পুরোপুরি সোজা করলে ওজনের বলকে নিষ্ক্রিয় করে লব্ধি শূন্য করা যায় না। এ কারণেই আরিফ দড়ি পুরোপুরি সোজা করতে পারছে না।

   $\theta = 10^\circ$ হলে,
   $T = \frac{58.8}{2 \times \sin 10^\circ} = \frac{58.8}{2 \times 0.1736} = \frac{58.8}{0.3473} \approx 169.3\ \text{N}$
   এই টান দড়ির সর্বোচ্চ সহনযোগ্য টান 150 N এর চেয়ে বেশি ($169.3 > 150$)। অতএব, $10^\circ$ কোণে নেওয়ার চেষ্টা করলে দড়িটি ছিঁড়ে যাবে।