Chapter 6: মহাকর্ষ ও অভিকর্ষ Physics 1st Paper

HSC Physics 1st Paper এর Chapter 6: মহাকর্ষ ও অভিকর্ষ অধ্যায়ের বোর্ড প্রশ্ন ও MCQ অনুশীলন করো।

৫৭৫

প্রশ্ন

Physics 1st Paper

বিষয়

HSC

ক্লাস

সাম্প্রতিক প্রশ্ন

HSCPhysics 1st Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে 2.5 x 104 km উচ্চতায় একটি কৃত্রিম উপগ্রহ 4 km/s বেগে পৃথিবীকে আবর্তন করছে। পৃথিবীর ভর 6 × 1024 kg পৃথিবীর ব্যাসার্ধ 6.4 x 103 km উপগ্রহের ভর 2 x 103 km এবং G = 6.673 × 10-11 Nm2 Kg-2

রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
মুক্তিবেগের সংজ্ঞা দাও ।

উত্তর

কোনো বস্তুকে নূন্যতম যে বেগে উর্ধ্বে নিক্ষেপ করলে তা আর পৃথিবীতে ফিরে আসে না, সেই বেগকে মুক্তিবেগ বলে।
খ
চাঁদে মানুষ বসবাস করতে পারে কিনা? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

চাঁদে মানুষ বাঁচার জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেন পানি ইত্যাদির সরবরাহ নেই। আবার, চাঁদে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান পৃথিবীর ৫ ভাগের ১ ভাগ। তাই মানুষ যেভাবে চলে অভ্যস্ত সেভাবে চাঁদে চলাফেরা কষ্টকর হবে। তাই চাঁদে বসবাস মানুষের জন্য কষ্ট কর।
গ
কৃত্রিম উপগ্রহটিকে উল্লিখিত উচ্চতায় তুলতে কত কাজ করতে হয়েছে?

উত্তর

এখানে, পৃথিবীর ভর, M = 6 × 1024 kg পৃথিবীর ব্যাসার্ধ, R = 6.4 × 103 km = 6.4 × 106 m উপগ্রহটির উচ্চতা, h = 2.5 × 104 km = 2.5 x 107 m উপগ্রহটির ভর, m = 2 × 103 kg মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, G = 6.673 × 10-11 Nm² kg-2 কৃতকাজ, W = ? আমরা জানি, W=GMm[1R−1R+h]\mathrm{W}=\mathrm{GMm}\left[\frac{1}{\mathrm{R}}-\frac{1}{\mathrm{R}+\mathrm{h}}\right] = 6.673 x 10-11 Nm² kg-2 x 6 x 1024 kg x 2 x 103 kg ×[16.4×106 m−16.4×106 m+2.5×107 m]\times\left[\frac{1}{6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}}-\frac{1}{6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}+2.5 \times 10^7 \mathrm{~m}}\right] = 9.96×1010 J অতএব, কৃত্রিম উপগ্রহটিকে উদ্দীপকে উল্লিখিত উচ্চতায় তুলতে 9.96 × 1010 J কাজ করতে হয়েছে।
ঘ
উদ্দীপকে উল্লেখিত উচ্চতায় কৃত্রিম উপগ্রহটি স্থায়ী হবে কি? বিশ্লেষণ কর।

উত্তর

কৃত্রিম উপগ্রহটি স্থায়ী হবে যদি আবর্তনের ফলে উপগ্রহটির উপর ক্রিয়াশীল কেন্দ্রবিমুখী বল উপগ্রহটি ও পৃথিবীর মধ্যকার আকর্ষণ বলের সমান হয়। এখানে, পৃথিবীর ভর, M = 6 × 1024 kg উপগ্রহের বেগ, v = 4 km s-¹ = 4 x 103 m s-¹ পৃথিবীর ব্যাসার্ধ, R = 6.4 x 106 m উপগ্রহটির ভর, m = 2 x 103 kg উপগ্রহটির উচ্চতা, h = 2.5 × 104 km = 2.5 x 107 m G=6.673 x 10-11 Nm² kg-2 এখন, কেন্দ্রবিমুখী বল, Fc=mv2R+h=2×103 kg×(4×103 m s−1)26.4×106 m+2.5×107 m\mathrm{F}_{\mathrm{c}}=\frac{\mathrm{mv}^2}{\mathrm{R}+\mathrm{h}}=\frac{2 \times 10^3 \mathrm{~kg} \times\left(4 \times 10^3 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}\right)^2}{6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}+2.5 \times 10^7 \mathrm{~m}} = 1019.11 N পৃথিবী ও উপগ্রহের মধ্যে আকর্ষণ বল, Fa=GMm(R+h)2\mathrm{F}_{\mathrm{a}}=\mathrm{G} \frac{\mathrm{Mm}}{(\mathrm{R}+\mathrm{h})^2} =6.673×10−11Nm2 kg−2×6×1024 kg×2×103 kg(6.4×106 m+2.5×107 m)2=\frac{6.673 \times 10^{-11} \mathrm{Nm}^2 \mathrm{~kg}^{-2} \times 6 \times 10^{24} \mathrm{~kg} \times 2 \times 10^3 \mathrm{~kg}}{\left(6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}+2.5 \times 10^7 \mathrm{~m}\right)^2} = 812.16 N দেখা যাচ্ছে Fc≠Fa\mathrm{F}_{\mathrm{c}} \neq \mathrm{F}_{\mathrm{a}} অতএব, উদ্দীপকে উল্লিখিত উচ্চতায় কৃত্রিম উপগ্রহটি স্থায়ী হবে না।

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 1st Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে 2.5 x 104 km উচ্চতায় একটি কৃত্রিম উপগ্রহ 4 km/s বেগে পৃথিবীকে আবর্তন করছে। পৃথিবীর ভর 6 × 1024 kg পৃথিবীর ব্যাসার্ধ 6.4 x 103 km উপগ্রহের ভর 2 x 103 km এবং G = 6.673 × 10-11 Nm2 Kg-2

রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
মুক্তিবেগের সংজ্ঞা দাও ।

উত্তর

কোনো বস্তুকে নূন্যতম যে বেগে উর্ধ্বে নিক্ষেপ করলে তা আর পৃথিবীতে ফিরে আসে না, সেই বেগকে মুক্তিবেগ বলে।
খ
চাঁদে মানুষ বসবাস করতে পারে কিনা? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

চাঁদে মানুষ বাঁচার জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেন পানি ইত্যাদির সরবরাহ নেই। আবার, চাঁদে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান পৃথিবীর ৫ ভাগের ১ ভাগ। তাই মানুষ যেভাবে চলে অভ্যস্ত সেভাবে চাঁদে চলাফেরা কষ্টকর হবে। তাই চাঁদে বসবাস মানুষের জন্য কষ্ট কর।
গ
কৃত্রিম উপগ্রহটিকে উল্লিখিত উচ্চতায় তুলতে কত কাজ করতে হয়েছে?

উত্তর

এখানে, পৃথিবীর ভর, M = 6 × 1024 kg পৃথিবীর ব্যাসার্ধ, R = 6.4 × 103 km = 6.4 × 106 m উপগ্রহটির উচ্চতা, h = 2.5 × 104 km = 2.5 x 107 m উপগ্রহটির ভর, m = 2 × 103 kg মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, G = 6.673 × 10-11 Nm² kg-2 কৃতকাজ, W = ? আমরা জানি, W=GMm[1R−1R+h]\mathrm{W}=\mathrm{GMm}\left[\frac{1}{\mathrm{R}}-\frac{1}{\mathrm{R}+\mathrm{h}}\right] = 6.673 x 10-11 Nm² kg-2 x 6 x 1024 kg x 2 x 103 kg ×[16.4×106 m−16.4×106 m+2.5×107 m]\times\left[\frac{1}{6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}}-\frac{1}{6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}+2.5 \times 10^7 \mathrm{~m}}\right] = 9.96×1010 J অতএব, কৃত্রিম উপগ্রহটিকে উদ্দীপকে উল্লিখিত উচ্চতায় তুলতে 9.96 × 1010 J কাজ করতে হয়েছে।
ঘ
উদ্দীপকে উল্লেখিত উচ্চতায় কৃত্রিম উপগ্রহটি স্থায়ী হবে কি? বিশ্লেষণ কর।

উত্তর

কৃত্রিম উপগ্রহটি স্থায়ী হবে যদি আবর্তনের ফলে উপগ্রহটির উপর ক্রিয়াশীল কেন্দ্রবিমুখী বল উপগ্রহটি ও পৃথিবীর মধ্যকার আকর্ষণ বলের সমান হয়। এখানে, পৃথিবীর ভর, M = 6 × 1024 kg উপগ্রহের বেগ, v = 4 km s-¹ = 4 x 103 m s-¹ পৃথিবীর ব্যাসার্ধ, R = 6.4 x 106 m উপগ্রহটির ভর, m = 2 x 103 kg উপগ্রহটির উচ্চতা, h = 2.5 × 104 km = 2.5 x 107 m G=6.673 x 10-11 Nm² kg-2 এখন, কেন্দ্রবিমুখী বল, Fc=mv2R+h=2×103 kg×(4×103 m s−1)26.4×106 m+2.5×107 m\mathrm{F}_{\mathrm{c}}=\frac{\mathrm{mv}^2}{\mathrm{R}+\mathrm{h}}=\frac{2 \times 10^3 \mathrm{~kg} \times\left(4 \times 10^3 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}\right)^2}{6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}+2.5 \times 10^7 \mathrm{~m}} = 1019.11 N পৃথিবী ও উপগ্রহের মধ্যে আকর্ষণ বল, Fa=GMm(R+h)2\mathrm{F}_{\mathrm{a}}=\mathrm{G} \frac{\mathrm{Mm}}{(\mathrm{R}+\mathrm{h})^2} =6.673×10−11Nm2 kg−2×6×1024 kg×2×103 kg(6.4×106 m+2.5×107 m)2=\frac{6.673 \times 10^{-11} \mathrm{Nm}^2 \mathrm{~kg}^{-2} \times 6 \times 10^{24} \mathrm{~kg} \times 2 \times 10^3 \mathrm{~kg}}{\left(6.4 \times 10^6 \mathrm{~m}+2.5 \times 10^7 \mathrm{~m}\right)^2} = 812.16 N দেখা যাচ্ছে Fc≠Fa\mathrm{F}_{\mathrm{c}} \neq \mathrm{F}_{\mathrm{a}} অতএব, উদ্দীপকে উল্লিখিত উচ্চতায় কৃত্রিম উপগ্রহটি স্থায়ী হবে না।

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 1st Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

নিচের চিত্রটি লক্ষ্যকর। question image

শহীদ সৈয়দ নজরুল ইসলাম কলেজ · 2024

ক
মুক্তি বেগ কী?

উত্তর

সর্বাপেক্ষা কম যে বল প্রয়োগ করে কোনো বস্তুকে ভূ-পৃষ্ট থেকে উপরের দিকে নিক্ষেপ করলে তা আর পৃথিবীতে ফিরে আসে না তাকে মুক্তি বেগ বলে।
খ
পৃথিবীর ঘূর্ণনের ক্ষেত্রে টর্ক না থাকার কারণ ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

কোনো বিন্দু বা অক্ষকে কেন্দ্র করে ঘূর্ণায়মান কোনো কর্ণায় ব্যাসার্ধ ভেক্টর এবং কনার উপর প্রযুক্ত বলের ভেক্টর গুণফলেকে ঐ বিন্দু বা অক্ষের সাপেক্ষে কনাটির উপর প্রযুক্ত টর্ক বলে। টর্ক = জড়তার ভ্রামক ' কৌণিক ত্বরন। কোনো বস্তুর মধ্যে বলের ভ্রামক থাকতে হলে তার কৌনিক ত্বরন থাকতে হবে, কিন্তু পৃথিবীর ঘূর্ণনে কৌণিক ত্বরন নেই। তাই পৃথিবীর ঘূর্ণনে টর্ক থাকে না।
গ
কৃত্রিম উপগ্রহটির অবস্থানে মুক্তি বেগ কত হবে নির্ণয় কর।

উত্তর

এখানে, পৃথিবীর ভর, M = 6 ' 1024kg ব্যাসার্ধ Re=6.4'106m G = 6.673'10–11Nmg–1 আমরা জানি, Ve=2GMeRe=2×6(73×10−11×6×1024)6.4×106=11185.64 ms−2(Ans)\begin{aligned} & \mathrm{Ve}=\sqrt{\frac{2 G M e}{R e}} \\ & =\sqrt{\frac{2 \times 6\left(73 \times 10^{-11} \times 6 \times 10^{24}\right)}{6.4 \times 10^6}} \\ & =11185.64 \mathrm{~ms}^{-2}(\mathrm{Ans})\end{aligned}
ঘ
যদি উদ্দীপকের কৃত্রিম উপগ্রহ উক্ত উচ্চতা থেকে পৃথিবীকে কেন্দ্র করে ঘুরে একজন ব্যক্তি উক্ত উপগ্রহে দাঁড়িয়ে দেখে ওজন মেশিনে তার ওজন ভূ-পৃষ্ঠের ওজনের অর্ধেক হয়ে গেছে- তবে উপগ্রহের বেগ কত হবে?

উত্তর

এখানে, R = 6.4 ' 106m g = 9.8ms–2 h = 650 ' 103m V=GMR+h=gR2R+h=RgR+h=6.4×1069.86.4×106+650×103=7545.68 ms−2\begin{aligned} & \mathrm{V}=\sqrt{\frac{G M}{R+h}} \\ & =\sqrt{\frac{g R^2}{R+h}} \\ & =\mathrm{R} \sqrt{\frac{g}{R+h}} \\ & =6.4 \times 10^6 \sqrt{\frac{9.8}{6.4 \times 10^6+650 \times 10^3}} \\ & =7545.68 \mathrm{~ms}^{-2}\end{aligned} উপগ্রহের বেগ 7545.68ms–1

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 1st Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

নিচের চিত্রটি লক্ষ্যকর। question image

শহীদ সৈয়দ নজরুল ইসলাম কলেজ · 2024

ক
মুক্তি বেগ কী?

উত্তর

সর্বাপেক্ষা কম যে বল প্রয়োগ করে কোনো বস্তুকে ভূ-পৃষ্ট থেকে উপরের দিকে নিক্ষেপ করলে তা আর পৃথিবীতে ফিরে আসে না তাকে মুক্তি বেগ বলে।
খ
পৃথিবীর ঘূর্ণনের ক্ষেত্রে টর্ক না থাকার কারণ ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

কোনো বিন্দু বা অক্ষকে কেন্দ্র করে ঘূর্ণায়মান কোনো কর্ণায় ব্যাসার্ধ ভেক্টর এবং কনার উপর প্রযুক্ত বলের ভেক্টর গুণফলেকে ঐ বিন্দু বা অক্ষের সাপেক্ষে কনাটির উপর প্রযুক্ত টর্ক বলে। টর্ক = জড়তার ভ্রামক ' কৌণিক ত্বরন। কোনো বস্তুর মধ্যে বলের ভ্রামক থাকতে হলে তার কৌনিক ত্বরন থাকতে হবে, কিন্তু পৃথিবীর ঘূর্ণনে কৌণিক ত্বরন নেই। তাই পৃথিবীর ঘূর্ণনে টর্ক থাকে না।
গ
কৃত্রিম উপগ্রহটির অবস্থানে মুক্তি বেগ কত হবে নির্ণয় কর।

উত্তর

এখানে, পৃথিবীর ভর, M = 6 ' 1024kg ব্যাসার্ধ Re=6.4'106m G = 6.673'10–11Nmg–1 আমরা জানি, Ve=2GMeRe=2×6(73×10−11×6×1024)6.4×106=11185.64 ms−2(Ans)\begin{aligned} & \mathrm{Ve}=\sqrt{\frac{2 G M e}{R e}} \\ & =\sqrt{\frac{2 \times 6\left(73 \times 10^{-11} \times 6 \times 10^{24}\right)}{6.4 \times 10^6}} \\ & =11185.64 \mathrm{~ms}^{-2}(\mathrm{Ans})\end{aligned}
ঘ
যদি উদ্দীপকের কৃত্রিম উপগ্রহ উক্ত উচ্চতা থেকে পৃথিবীকে কেন্দ্র করে ঘুরে একজন ব্যক্তি উক্ত উপগ্রহে দাঁড়িয়ে দেখে ওজন মেশিনে তার ওজন ভূ-পৃষ্ঠের ওজনের অর্ধেক হয়ে গেছে- তবে উপগ্রহের বেগ কত হবে?

উত্তর

এখানে, R = 6.4 ' 106m g = 9.8ms–2 h = 650 ' 103m V=GMR+h=gR2R+h=RgR+h=6.4×1069.86.4×106+650×103=7545.68 ms−2\begin{aligned} & \mathrm{V}=\sqrt{\frac{G M}{R+h}} \\ & =\sqrt{\frac{g R^2}{R+h}} \\ & =\mathrm{R} \sqrt{\frac{g}{R+h}} \\ & =6.4 \times 10^6 \sqrt{\frac{9.8}{6.4 \times 10^6+650 \times 10^3}} \\ & =7545.68 \mathrm{~ms}^{-2}\end{aligned} উপগ্রহের বেগ 7545.68ms–1

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 1st PaperMCQ
অভিকর্ষজ ত্বরণের বেলায় সঠিক নয় কোনটি?
  • ক.পৃথিবীর কেন্দ্রে g এর মান শূণ্য
  • খ.বিষুবীয় অঞ্চলে g এর মান 9.78 ms−29.78 \mathrm{~ms}^{-2}
  • গ.অক্ষাংশ বাড়লে g বাড়ে
  • ঘ.মেরু অঞ্চলে g এর মান সবচেয়ে কম

উত্তর: মেরু অঞ্চলে g এর মান সবচেয়ে কম

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 1st PaperMCQ
পৃথিবীর ব্যাসার্ধ R, পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে কোনো বিন্দুর দূরত্ব r এবং অভিকর্ষজ ত্বরণ g এর মধ্যে সম্পর্ক- i. g∝rg \propto r যখন r<Rr<R ii. g∝1r2g \propto \frac{1}{r^2}; যখন r>Rr>R iii. g∝1r\mathrm{g} \propto \frac{1}{\mathrm{r}}, যখন r=R\mathrm{r}=\mathrm{R} নিচের কোনটি সঠিক?
  • ক.i ও ii
  • খ.i ও iii
  • গ.ii ও iii
  • ঘ.i, ii ও iii

উত্তর: i ও ii

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 1st PaperMCQ
নিরক্ষরেখায় অভিকর্ষীয় ত্বরণের মান g′\mathbf{g}^{\prime} হলে-
  • ক.g′=1+ω2R\mathrm{g}^{\prime}=1+\omega^2 \mathrm{R}
  • খ.g′=1−ω2R\mathrm{g}^{\prime}=1-\omega^2 \mathrm{R}
  • গ.g′=g−ω2R\mathrm{g}^{\prime}=\mathrm{g}-\omega^2 \mathrm{R}
  • ঘ.g′=g+ω2R\mathrm{g}^{\prime}=\mathrm{g}+\omega^2 \mathrm{R}

উত্তর: g′=g−ω2R\mathrm{g}^{\prime}=\mathrm{g}-\omega^2 \mathrm{R}

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো