পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা
মূল ধারণা ও সূত্রাবলী
| # | ধারণা | সংক্ষিপ্ত ব্যাখ্যা |
|---|---|---|
| 1 | নিউটনের প্রথম সূত্র | বাহ্যিক বল প্রয়োগ না করা পর্যন্ত কোনো বস্তু স্থির বা সমবেগে চলতে থাকে (F=0 হলে a=0) |
| 2 | নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র | F = ma; বল = ভর × ত্বরণ (1N = 1kg × 1m/s²) |
| 3 | ভরবেগ | p = mv; ভর ও বেগের গুণফল, বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থায় সংরক্ষিত |
| 4 | কার্য-শক্তি উপপাদ্য | W = F × d × cosθ; সম্পাদিত কার্য = বল × সরণ × কোণের কোসাইন |
| 5 | গতিশক্তি | KE = ½mv²; গতির জন্য শক্তি, জুল এককে পরিমাপ করা হয় |
| 6 | বিভব শক্তি | PE = mgh; অবস্থানের জন্য শক্তি, উচ্চতা ও অভিকর্ষজ ত্বরণের উপর নির্ভর করে (g=9.8m/s²) |
| 7 | ক্ষমতা | P = W/t = F×v; কার্য করার হার, 1 ওয়াট = 1 জুল/সেকেন্ড |
১০টি অনুশীলন বহুনির্বাচনি প্রশ্ন
Q1. একটি 1000 kg ট্রেন কোচ 10 m/s বেগে চলছে। এর ভরবেগ কত? A) 100 kg·m/s B) 1000 kg·m/s C) 10,000 kg·m/s D) 10 kg·m/s
উত্তর: C) 10,000 kg·m/s
সমাধান: ভরবেগ p = mv প্রদত্ত: m = 1000 kg, v = 10 m/s p = 1000 × 10 = 10,000 kg·m/s
শর্টকাট: সরাসরি ভর ও বেগ গুণ করুন
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - ভরবেগের হিসাব
Q2. একজন রেলওয়ে কুলি 20 kg ব্যাগ 2 মিটার উল্লম্বভাবে তোলে। কত কার্য সম্পন্ন হয়? (g=10 m/s²) A) 40 J B) 400 J C) 200 J D) 4 J
উত্তর: B) 400 J
সমাধান: কার্য W = mgh প্রদত্ত: m = 20 kg, h = 2 m, g = 10 m/s² W = 20 × 10 × 2 = 400 J
শর্টকাট: W = ওজন × উচ্চতা = (20×10) × 2
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - অভিকর্ষের বিরুদ্ধে কার্য
Q3. একটি ট্রেন 0 থেকে 20 m/s বেগে 10 সেকেন্ডে ত্বরিত হয়। ত্বরণ নির্ণয় করুন। A) 2 m/s² B) 0.5 m/s² C) 200 m/s² D) 5 m/s²
উত্তর: A) 2 m/s²
সমাধান: a = (v-u)/t প্রদত্ত: u = 0, v = 20 m/s, t = 10 s a = (20-0)/10 = 2 m/s²
শর্টকাট: ত্বরণ = বেগের পরিবর্তন ÷ সময়
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - মৌলিক গতিবিদ্যা
Q4. একটি 500 kg রেলওয়ে কার্ট 5 m/s বেগে চলতে চলতে 25 মিটারে থামে। ব্রেকিং বল নির্ণয় করুন। A) 250 N B) 500 N C) 125 N D) 50 N
উত্তর: A) 250 N
সমাধান: v² = u² + 2as ব্যবহার করে 0 = 5² + 2a(25) -25 = 50a, সুতরাং a = -0.5 m/s² F = ma = 500 × 0.5 = 250 N (পরিমাণ)
শর্টকাট: প্রথমে মন্দন নির্ণয় করুন, তারপর ভর দিয়ে গুণ করুন
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - বল ও মন্দন
Q5. একটি 2000 kg ইঞ্জিন 4000 N বল প্রয়োগ করে। এর ত্বরণ নির্ণয় করুন। A) 2 m/s² B) 0.5 m/s² C) 8 m/s² D) 20 m/s²
উত্তর: A) 2 m/s²
সমাধান: F = ma, সুতরাং a = F/m প্রদত্ত: F = 4000 N, m = 2000 kg a = 4000/2000 = 2 m/s²
শর্টকাট: ত্বরণ = বল ÷ ভর
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র
Q6. একটি ট্রেনের গতিশক্তি 10 m/s বেগে 50,000 J। এর ভর নির্ণয় করুন। A) 500 kg B) 1000 kg C) 250 kg D) 200 kg
উত্তর: B) 1000 kg
সমাধান: KE = ½mv², সুতরাং m = 2KE/v² প্রদত্ত: KE = 50,000 J, v = 10 m/s m = 2×50,000/100 = 1000 kg
শর্টকাট: m = 2KE ÷ v²
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - গতিশক্তির হিসাব
Q7. দুটি 1000 kg রেলওয়ে বাফার কাপলিংয়ের সময় 0.1 m সংকুচিত হয়। প্রাথমিক বেগ 2 m/s হলে গড় বল নির্ণয় করুন। A) 20,000 N B) 10,000 N C) 40,000 N D) 2000 N
উত্তর: A) 20,000 N
সমাধান: KE = ½mv² = 0.5×1000×4 = 2000 J সম্পাদিত কার্য = বল × দূরত্ব 2000 = F × 0.1, সুতরাং F = 20,000 N
শর্টকাট: KE কে কার্যে রূপান্তর করুন, তারপর দূরত্ব দিয়ে ভাগ করুন
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - কার্য-শক্তি নীতি
Q8. একটি 1000 kg ট্রেন 2000 N ঘর্ষণের বিরুদ্ধে 1:100 ঢাল বেয়ে উপরের দিকে সমবেগে চলছে। প্রয়োজনীয় মোট বল নির্ণয় করুন। (g=10 m/s²) A) 3000 N B) 1200 N C) 3000 N D) 12000 N
উত্তর: C) 3000 N
সমাধান: ঢাল বল = mg × sinθ ≈ mg × (1/100) = 1000×10×0.01 = 1000 N মোট বল = ঢাল বল + ঘর্ষণ = 1000 + 2000 = 3000 N
শর্টকাট: ছোট ঢালের জন্য, ঢাল বল ≈ ওজন × গ্রেডিয়েন্ট
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - আনত তলের উপর বল
Q9. একটি 2000 kg রেলওয়ে ওয়াগন 5 m/s বেগে চলতে চলতে স্থির 3000 kg ওয়াগনের সাথে কাপল করে। চূড়ান্ত বেগ নির্ণয় করুন। A) 2 m/s B) 3 m/s C) 1.5 m/s D) 4 m/s
উত্তর: A) 2 m/s
সমাধান: ভরবেগ সংরক্ষণ: m₁v₁ = (m₁+m₂)v 2000×5 = (2000+3000)v 10,000 = 5000v, সুতরাং v = 2 m/s
শর্টকাট: চূড়ান্ত বেগ = (m₁×v₁) ÷ (মোট ভর)
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - ভরবেগের সংরক্ষণ
Q10. একটি ট্রেন ইঞ্জিন (5000 kg) 4টি কোচ (প্রতিটি 2000 kg) কে 2 m/s² ত্বরণে টানে। ইঞ্জিন ও প্রথম কোচের মধ্যবর্তী কাপলিংয়ে টান নির্ণয় করুন। A) 16,000 N B) 8000 N C) 24,000 N D) 12,000 N
উত্তর: A) 16,000 N
সমাধান: টান 4টি কোচকে টানে: T = m×a কোচগুলির মোট ভর = 4×2000 = 8000 kg T = 8000 × 2 = 16,000 N
শর্টকাট: টান = টানা ভর × ত্বরণ
ধারণা: পদার্থবিদ্যা বলবিদ্যা - সংযুক্ত ব্যবস্থায় টান
৫টি পূর্ববর্তী বছরের প্রশ্ন
PYQ 1. একটি 1000 kg গাড়ি এবং 2000 kg ট্রাকের ভরবেগ সমান। গাড়ির বেগ 20 m/s হলে, ট্রাকের বেগ নির্ণয় করুন। [RRB NTPC 2021 CBT-1]
উত্তর: 10 m/s
সমাধান: ভরবেগ সংরক্ষণ: m₁v₁ = m₂v₂ 1000×20 = 2000×v₂ v₂ = 20,000/2000 = 10 m/s
পরীক্ষার টিপ: যখন ভরবেগ সমান, ভারী বস্তু ধীরে চলে
PYQ 2. 50 kg ব্যক্তিকে 3 m উচ্চতায় তোলার জন্য কত কার্য করতে হবে? (g=10 m/s²) [RRB Group D 2022]
উত্তর: 1500 J
সমাধান: W = mgh = 50×10×3 = 1500 J
পরীক্ষার টিপ: রেলওয়ে পরীক্ষার জন্য g=10 m/s² মনে রাখুন
PYQ 3. একটি ট্রেন 72 km/h থেকে 36 km/h বেগে 10 সেকেন্ডে কমায়। মন্দন নির্ণয় করুন। [RRB ALP 2018]
উত্তর: 1 m/s²
সমাধান: রূপান্তর: 72 km/h = 20 m/s, 36 km/h = 10 m/s a = (v-u)/t = (10-20)/10 = -1 m/s² মন্দন = 1 m/s²
পরীক্ষার টিপ: প্রথমে km/h কে m/s তে রূপান্তর করুন: 5/18 দিয়ে গুণ করুন
PYQ 4. 1000 kg জল 10 m উচ্চতায় 5 সেকেন্ডে তোলার জন্য পাম্পের ক্ষমতা কত? (g=10 m/s²) [RRB JE 2019]
উত্তর: 20,000 W
সমাধান: কার্য = mgh = 1000×10×10 = 100,000 J ক্ষমতা = কার্য/সময় = 100,000/5 = 20,000 W
পরীক্ষার টিপ: ক্ষমতা = (ওজন × উচ্চতা) ÷ সময়
PYQ 5. একটি 10 g বুলেট 400 m/s বেগে ছোঁড়া হয়ে 2 kg কাঠের ব্লকে আটকে যায়। ব্লকের বেগ নির্ণয় করুন। [RPF SI 2019]
উত্তর: 2 m/s
সমাধান: m₁v₁ = (m₁+m₂)v 0.01×400 = (0.01+2)×v 4 = 2.01v ≈ 2 m/s
পরীক্ষার টিপ: গ্রামকে kg তে রূপান্তর করুন, ছোট বুলেটের ভরের জন্য আসন্ন মান নিন
দ্রুত কৌশল ও শর্টকাট
| পরিস্থিতি | শর্টকাট | উদাহরণ |
|---|---|---|
| km/h থেকে m/s রূপান্তর | 5/18 দিয়ে গুণ করুন | 72 km/h = 72×5/18 = 20 m/s |
| থামার দূরত্ব নির্ণয় | v²/2a (যখন চূড়ান্ত v=0) | 20 m/s বেগে 2 m/s² মন্দনে: দূরত্ব = 400/4 = 100 m |
| ক্ষমতা হিসাব | P = (mgh)/t | 100 kg 5 m 10 s এ তোলা: P = (100×10×5)/10 = 500 W |
| ভরবেগ সংরক্ষণ | m₁v₁ = m₂v₂ | 1000 kg 10 m/s = 2000 kg 5 m/s |
| ট্রেনে টান | T = m_behind × a | 3টি কোচ (6000 kg) 2 m/s² ত্বরণে টানা: T = 6000×2 = 12,000 N |
এড়াতে সাধারণ ভুলসমূহ
| ভুল | ছাত্ররা কেন করে | সঠিক পদ্ধতি |
|---|---|---|
| একক রূপান্তর ভুলে যাওয়া | সমস্যাগুলি দ্রুত সমাধান করা | সর্বদা km/h কে m/s তে, প্রয়োজন হলে kg কে g তে রূপান্তর করুন |
| ভরবেগে দিক উপেক্ষা করা | সব বেগকে ধনাত্মক ধরা | চিহ্ন প্রথা বিবেচনা করুন: ডান/উপরের জন্য ধনাত্মক, বাম/নিচের জন্য ঋণাত্মক |
| ভর ও ওজনের মধ্যে বিভ্রান্তি | বলের জন্য kg ব্যবহার করা | ওজন = mg (নিউটনে), ভর kg তে |
| কার্যের জন্য ভুল সূত্র ব্যবহার | সর্বদা W = F×s ধরা | বল সরণের সমান্তরাল না হলে W = Fs cosθ ব্যবহার করুন |
| হিসাবে g ভুলে যাওয়া | g=1 ধরে নেওয়া | অভিকর্ষজ সমস্যার জন্য সর্বদা g=9.8 বা 10 m/s² ব্যবহার করুন |
দ্রুত পুনরাবৃত্তি ফ্ল্যাশকার্ড
| সামনের দিক (প্রশ্ন/পরিভাষা) | পিছনের দিক (উত্তর) |
|---|---|
| নিউটনের প্রথম সূত্র | জড়তা: F=0 ⇒ a=0 |
| বলের একক | নিউটন (N) = kg·m/s² |
| গতিশক্তির সূত্র | KE = ½mv² |
| বিভব শক্তির সূত্র | PE = mgh |
| ক্ষমতার একক | ওয়াট = জুল/সেকেন্ড |
| ভরবেগের একক | kg·m/s |
| সংরক্ষণ সূত্র | মোট ভরবেগ স্থির থাকে |
| কার্য-শক্তি উপপাদ্য | সম্পাদিত কার্য = গতিশক্তির পরিবর্তন |
| 1 km/h m/s তে | 5/18 m/s |
| g এর মান | 9.8 m/s² (রেলওয়ে পরীক্ষার জন্য 10 ব্যবহার করুন) |
বিষয় সংযোগ
- সরাসরি সংযোগ: গতিবিদ্যা গতি, সময় ও দূরত্বের সমস্যার সাথে যুক্ত; শক্তি ধারণা বিদ্যুৎ (ক্ষমতা হিসাব) তে দেখা যায়
- সম্মিলিত প্রশ্ন: বলবিদ্যা + ত্রিকোণমিতি (আনত তল); বলবিদ্যা + শতকরা (দক্ষতা হিসাব)
- ভিত্তি: ঘর্ষণ বোঝা ব্রেক ব্যবস্থায় সাহায্য করে; নিরাপত্তা ব্যবস্থায় সংঘর্ষের সমস্যার জন্য ভরবেগ ধারণা অপরিহার্য