নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ

২০২১ সালের বিজ্ঞান বিভাগ থেকে এইচএসসি পরীক্ষায় অংশগ্রহণকারী শিক্ষার্থী বন্ধুরা। তোমাদের জন্য এইচএসসি পরীক্ষা ২০২১ চতুর্থ সপ্তাহের পদার্থ বিজ্ঞান বিষয়ের অ্যাসাইনমেন্ট নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ সংক্রান্ত সমাধান নিয়ে আজকে হাজির হলাম।

আজকের আলোচনার সঠিকভাবে অনুশীলনের মাধ্যমে তোমরা দেশের সরকারি-বেসরকারি শিক্ষা প্রতিষ্ঠানসমূহের জন্য ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার চতুর্থ সপ্তাহের বিজ্ঞান বিভাগের শিক্ষার্থীদের জন্য প্রদানকৃত পদার্থবিজ্ঞান অ্যাসাইনমেন্ট এর সমাধান খুব ভালো ভাবে সম্পন্ন করতে পারবে।

আমরা এইচএসসি পরীক্ষা ২০২১ এর পদার্থ বিজ্ঞান এসাইনমেন্টের দেওয়া নির্দেশনা সমূহ যথাযথভাবে অনুসরণ করেন প্রশ্নে উল্লেখিত সমস্যাসমূহ ধারাবাহিকভাবে সমাধান করার চেষ্টা করব যাতে তোমাদের অ্যাসাইনমেন্ট লিখতে সুবিধা হয়।

এইচএসসি ২০২১ চতুর্থ সপ্তাহ পদার্থ বিজ্ঞান অ্যাসাইনমেন্ট সমাধান বা উত্তর

চতুর্থ সপ্তাহে ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীদের পদার্থবিজ্ঞান অ্যাসাইনমেন্ট সংগ্রহ করা হয়েছে পাঠ্য বইয়ের চতুর্থ অধ্যায়ের নিউটনিয়ান বলবিদ্যা থেকে। এখানে একটি উদ্দীপক উল্লেখ করে এ কতৃপক্ষ হোক ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীদের পদার্থবিজ্ঞান তৃতীয় অ্যাসাইনমেন্টের ৬ টি প্রশ্ন প্রদান করেছে যাতে সর্বোচ্চ ১৬ নম্বর দেওয়া হবে।

প্রথমে আমরা একটি ছবিতে ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীদের পদার্থ বিজ্ঞান তৃতীয় অ্যাসাইনমেন্ট এর প্রশ্ন সমূহ ভালভাবে দেখে নিব।

অ্যাসাইনমেন্ট শিরোনাম: নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ;

Fig-1 এ একটি 30° কোণে আনত মসৃণ তল বেয়ে 50kg ভরের একটি ব্লককে দড়ি দিয়ে সমত্বরণে উঠানাে হচ্ছে;

(ক) ব্লকটির উপর কোন কোন বল ক্রিয়াশীল হচ্ছে চিত্র এঁকে দেখাও;

(খ) ব্লকটিকে স্থিরাবস্থা থেকে গতিশীল করার ক্ষেত্রে নিউটনের কী কী গতিসূত্র কাজ করছে এবং কীভাবে প্রয়ােগ হচ্ছে-বিশ্লেষণ করাে;

(গ) মাঝামাঝি অবস্থানে পৌঁছে বিশেষ কারণে ব্লকটি নিচের দিকে নামতে থাকলে, এই অবস্থায়ও ব্লকটির ওপর কোন কোন বল ক্রিয়াশীল হচ্ছে চিত্র তা এঁকে দেখাও;

(ঘ) আনত কোণের সাথে অভিলম্ব প্রতিক্রিয়া বলের কীরূপ পরিবর্তন হয় তা একটি লেখচিত্রের মাধ্যমে দেখাও;

(ঙ) আনত তলের কোণ বাড়িয়ে 45° করলে ব্লকটিকে উপরে তুলতে সুবিধা হবে নাকি অসুবিধা হবে, কারণ গাণিতিকভাবে নির্ধারণ করাে। এই ক্ষেত্রে ঘর্ষণ বল 10 N;

চ) ব্লকটি প্রায় শীর্ষের কাছাকাছি পৌঁছার পর বিশেষ কারণে দড়ির মাধ্যমে প্রয়ােগকৃত বলের মান কমে 138N হয়। এ পর্যায়ে ব্লকটি সমত্বরণে নিচে নামতে থাকে। এই সমত্বরণ নির্ণয় করাে। নিচে নামার ক্ষেত্রে প্রথম 3 sec পর ব্লকটির বেগ কত হবে? এক্ষেত্রে ঘর্ষণ বল 7N ধরে নাও;

HSC 2021 4th Week Physics Assignment Answer

নিম্মোক্ত নির্দেশনাগুলো অনুসরণ করে আমরা ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীদের পদার্থ বিজ্ঞান তৃতীয় এসাইনমেন্ট এর সমাধান করব এবং একই অনুসরণ করে তোমরা অ্যাসাইনমেন্ট লিখলে সর্বোচ্চ নম্বর পাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।

নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ

জাতীয় শিক্ষাক্রম ও পাঠ্যপুস্তক বোর্ড কর্তৃক প্রণীত ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীদের চতুর্থ সপ্তাহের পদার্থবিজ্ঞান অ্যাসাইনমেন্ট শিরোনাম নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ এর আলোকে নির্দেশনাসমূহ অনুসরণ করে নিচের প্রশ্নসমূহের উত্তর দেওয়া শুরু হলো।

(ক) ব্লকটির উপর কোন কোন বল ক্রিয়াশীল হচ্ছে চিত্র এঁকে দেখাও;

প্রশ্ন-ক এর উত্তর

ব্লক টির উপর ক্রিয়াশীল বলসমূহ নিচে চিত্রের মাধ্যমে উপস্থাপন করা হল। নিচের দিকে ব্লকের ওজন বাধা রূপে কাজ করে। টান বল ব্লক টিকে উপরের দিকে নিয়ে যেতে সাহায্য করে।

(খ) ব্লকটিকে স্থিরাবস্থা থেকে গতিশীল করার ক্ষেত্রে নিউটনের কী কী গতিসূত্র কাজ করছে এবং কীভাবে প্রয়ােগ হচ্ছে-বিশ্লেষণ করাে;

প্রশ্ন-খ এর উত্তর

ব্লক টিকে স্থির অবস্থান থেকে গতিশীল করার ক্ষেত্রে নিউটনের গতি সূত্র গুলো কাজ করে নিচে আমরা গতিসূত্র সম্পর্কে সংক্ষিপ্ত বর্ণনা করি-

নিউটনের গতির প্রথম সূত্র:

বাহিক ভাবে কোন বল প্রয়োগ করা না হলে স্থির বস্তু চিরকাল থাকবে আর গতিশীল বস্তু সমদ্রুতিতে চলতে থাকবে যা নিউটনের প্রথম সূত্র।

চিত্তের ব্লক এর ক্ষেত্রে, ব্লক টি স্থির ছিল। বল্কটির উপর বল প্রয়োগ করলে বল্ক টি সমত্বরনে উপরে উঠে ।যদি বল প্রয়োগ করা না হতো তাহলে বল্কটি সেখানে স্থির থাকতো। যার মাধ্যমে নিউটনের প্রথম সূত্র প্রয়োগ প্রমাণ করা যায়।

নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র:

বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুর উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র। গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করলে,

অর্থাৎ বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার ই হল বল। চিত্রের ব্লক টিকে উপরে উঠানোর ক্ষেত্রে বল মুখ্য ভূমিকা রাখে অর্থাৎ বস্তুর স্থির অবস্থান থেকে গতির অবস্থান করতে যে পরিবর্তন সাধিত হয়, চিত্রের ব্লক টিকে স্থির অবস্থান থেকে গতিশীল বা উপরে উঠানোর ক্ষেত্রে বল প্রয়োগ করা হয়েছে তার ফলে তার যেহেতুনুপাতিক হারে পরিবর্তন হয়েছে। যেখানে বরের সাথে সাথে বেগের সম্পর্ক রয়েছে, যা নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের প্রয়োগ সাধিত হয়েছে।

নিউটনের গতির তৃতীয় সূত্র:

প্রত্যেক ক্রিয়ারই সমান ও বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া রয়েছে চিত্রের ব্লগটিকে যখন স্থির অবস্থান হতে বলপ্রয়োগ করে উপরে উঠানো হয়েছে তখন নিচের দিকে প্রতিক্রিয়া বল বা ওজন (mg)কাজ করছে। যা বস্তুটিকে উপরে যেতে বাধা প্রদান করছে। যা নিউটনের গতির তৃতীয় সূত্রের প্রতিপাদন এর অনুরূপ।

(গ) মাঝামাঝি অবস্থানে পৌঁছে বিশেষ কারণে ব্লকটি নিচের দিকে নামতে থাকলে, এই অবস্থায়ও ব্লকটির ওপর কোন কোন বল ক্রিয়াশীল হচ্ছে চিত্র তা এঁকে দেখাও;

প্রশ্ন-গ এর উত্তর

মাঝামাঝি অবস্থানে পৌঁছে বিশেষ কারণে ব্লক টি নিচে নামতে থাকলে ,এই অবস্থায় ব্লক টির উপর যে যে বল ক্রিয়াশীল তা নিচে দেখানো হলো-

যেহেতু ব্লকটি মাঝামাঝি অবস্থান থেকে নিচের দিকে নামতে শুরু করে তাহলে অবশ্যই তার টান বল  T অপেক্ষা mgsinθ এর মান বেশি। এতে করে ব্লক টি মাঝামাঝি অবস্থানে থেকে নিচের দিকে নামতে শুরু করে। ব্লক এর উপর আরোপিত সকল বল চিত্রের মাধ্যমে উপরে উপস্থাপন করা হলো। মাঝামাঝি অবস্থানে থেকে না আমার কারণ এর শর্ত হলো mgsinθ>T

(ঘ) আনত কোণের সাথে অভিলম্ব প্রতিক্রিয়া বলের কীরূপ পরিবর্তন হয় তা একটি লেখচিত্রের মাধ্যমে দেখাও;

ঘ এর উত্তর

আনতকোণের সাথে অভিলম্ব প্রতিক্রিয়া বলের যে পরিবর্তন হয় তা নিচে লেখ চিত্রের মাধ্যমে দেখানো হলো, (প্রশ্নমতে গ্রহণযোগ্য ও মান 15 ডিগ্রি থেকে 75 ডিগ্রি নেওয়া হলো)

কোন এর সাপেক্ষে  অভিলম্ব প্রতিক্রিয়া বলের মানের চক নিচে দেওয়া হল-

X- অক্ষ বরাবর ক্ষুদ্রতম এককে 5 ডিগ্রি ধরে এবংY-অক্ষ বরাবর ক্ষুদ্রতম একক কি 20 নিউটন পরিমাণ বল ধরে এক কাগজে প্রদত্ত মানগুলো স্থাপন করি-

অতএব, লেখচিত্র থেকে লক্ষ্য করলে দেখা যায় যে অভিলম্বের সাথে প্রতিক্রিয়া বল কোন বৃদ্ধির সাথে সাথে মান কমতে থাকে ‌।তাই লেখচিত্রের ফলাফল টি নিম্নমুখী।

(ঙ) আনত তলের কোণ বাড়িয়ে 45° করলে ব্লকটিকে উপরে তুলতে সুবিধা হবে নাকি অসুবিধা হবে, কারণ গাণিতিকভাবে নির্ধারণ করাে। এই ক্ষেত্রে ঘর্ষণ বল 10 N;

ঙ এর উত্তর

প্রশ্নের শর্তমতে 30 ডিগ্রী কোণে ব্ক টিকে উপরের টানতে সুবিধা হবে নাকি 45 ডিগ্রি কোণে ব্লগ থেকে টেনে উপরে উঠানো সুবিধা হবে তা নিচে গাণিতিক যুক্তির মাধ্যমে দেখানো হলো-

দেওয়া আছে ব্লক টির ভর  m=50kg কেজি

30 ডিগ্রি কোনে ব্লক টিকে টেনে উপরে উঠাতে প্রয়োজনীয় বল =mgsin30 = 50×9.8×.5=245N

শতমতে 45 ডিগ্রি কোণে ব্লক টিকে টেনে উপরে উঠলে ঘর্ষণ বল 10 নিউটন কাজ করে তখন মোট প্রয়োজনীয় বল = mgsin(45)+10 N = 50×9.8×.7071+10=356.48 N;

অতএব 45 ডিগ্রি কোণে ব্লক টিকে টেনে উপরে তুলতে সুবিধা নয় বরং অসুবিধা হবে কারণ এতে বেশি বলের দরকার।

চ) ব্লকটি প্রায় শীর্ষের কাছাকাছি পৌঁছার পর বিশেষ কারণে দড়ির মাধ্যমে প্রয়ােগকৃত বলের মান কমে 138N হয়। এ পর্যায়ে ব্লকটি সমত্বরণে নিচে নামতে থাকে। এই সমত্বরণ নির্ণয় করাে। নিচে নামার ক্ষেত্রে প্রথম 3 sec পর ব্লকটির বেগ কত হবে? এক্ষেত্রে ঘর্ষণ বল 7N ধরে নাও;

প্রশ্ন-চ এর উত্তর

প্রশ্নমতে, দড়ির মাধ্যমে প্রয়োগকৃত বল, T=138 N, ঘর্ষণ বল,Fₖ=7N

ব্লক টির উলম্ব বল, mgsin30 = 245 N

সুতরাং, ব্লক টি নিচে নামে=(245-138-7)=100 N বলে।

অতএব, ব্লক টির ত্বরণ এর ক্ষেত্রে F=ma

                                               বা, 100=50×a

                                                বা, a=4^-2

প্রশ্নমতে, প্রথম তিন সেকেন্ড পর ব্লক টির বেগ এর ক্ষেত্রে- আদিবেগ, u=oms^-1, সময় t=3sec, ত্বরণ a=2ms^-2 বেগ, V=?

V=u+at =0+2×3=6ms^-1

শিক্ষার্থী বন্ধুরা এটা ছিল তোমাদের জন্য ২০২১ সালের এইচএসসি পরীক্ষার বিজ্ঞান বিভাগের পদার্থ বিজ্ঞান বিষয়ে এর তৃতীয় এসাইনমেন্ট নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ সংক্রান্ত বিভিন্ন প্রশ্নের উত্তর। এটি সুন্দরভাবে অনুশীলন করে তোমরা তোমাদের সমস্যাটি সমাধান করে নিতে পারো। 

উত্তরদাতা, হোসাইন আহমেদ রূপন

চতুর্থ সপ্তাহে বিজ্ঞান বিভাগের অন্যান্য বিষয়ের সমাধান বা উত্তর

আপনার জন্য আরও কিছু তথ্যঃ

• নিউটনের তৃতীয় সূত্র, জড়তা, প্রযুক্ত বলের মান, ভরবেগের সংরক্ষণশীলতা
• মৌলসমূহের শ্রেণিবিভাগ ও পর্যায়বৃত্ত ধর্ম
• ১০ম শ্রেণি গণিত তৃতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট এর উত্তর – এসএসসি ও দাখিল ২০২২
• কাল্পনিক তিনটি লেনদেন এর হিসাবখাত ও হিসাব সমীকরণের প্রভাব উপস্থাপন
• একাদশ শ্রেণিতে ভর্তি ফি ও কাগজপত্র সংক্রান্ত জরুরী বিজ্ঞপ্তি

সকল স্তরের সব সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট সমূহের বাছাই করা উত্তরসমূহ দেখার জন্য নিচের বাটনে ক্লিক করে বাংলাদেশের সেরা অ্যাসাইনমেন্ট সংক্রান্ত তথ্য পাওয়ার গ্রুপে যোগ দিন। এখানে দেশের সকল প্রান্তের সেরা শিক্ষা প্রতিষ্ঠান মেধাবী শিক্ষার্থী ও অভিজ্ঞ শিক্ষকমন্ডলী নিয়মিত আলোচনার মাধ্যমে তাদের অ্যাসাইনমেন্ট সংক্রান্ত যাবতীয় সমস্যার সমাধান করছেন। 

এইচএসসি ২০২১ চতুর্থ সপ্তাহের সকল বিষয়ের অ্যাসাইনমেন্ট ও সমাধান

নিউটনের গতিসূত্রগুলাের পারস্পরিক সম্পর্ক ও বিভিন্ন প্রকার বলের ক্রিয়া বিশ্লেষণ