Science Expert

• 1 অশ্বক্ষমতা (HP) = 746 ওয়াট।

• ক্ষমতা:
- ক্ষমতা, কাজ ও সময়ের মধ্যে সম্পর্ক নির্ধারণ করে।
- একটি নির্দিষ্ট সময়ে কি পরিমাণ কাজ সম্পন্ন হয় তা দ্বারা ক্ষমতার পরিমাপ -করা হয়।
- ক্ষমতা P দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
- ক্ষমতা, P = সম্পন্ন কাজ/প্রয়োজনীয় সময়।
- কোনো যন্ত্রে F পরিমাণ বল প্রয়োগের ফলে যন্ত্রটি যদি বলের দিকে বেগ প্রাপ্ত হয় তবে বল এবং বেগের গুণফল হবে ঐ যন্ত্রের ক্ষমতা।
- ক্ষমতার এস.আই একক ওয়াট।
- অশ্বক্ষমতা (HP) নামে ক্ষমতার আর একটি একক ব্যবহার করা হয়।
- এক অশ্বক্ষমতা (HP) = 746 ওয়াট।
- ক্ষমতার মাত্রা ML²T^{- 3}.

উৎস: পদার্থ বিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• বলের মাত্রা MLT^{- 2}.

• মাত্রা:
-ভৌত রাশিগুলো এক বা একাধিক মৌলিক রাশি দ্বারা গঠিত হয়।
সুতরাং যে কোনো ভৌত রাশিকে বিভিন্ন সূচকের এক বা একাধিক মৌলিক রাশির গুণফল হিসেবে প্রকাশ করা হয়।
-কোনো ভৌত রাশিতে বিদ্যমান মৌলিক রাশি গুলোর সূচককে রাশিটির মাত্রা বলে।
মৌলিক রাশি দৈর্ঘ্য, ভর ও সময়কে যথাক্রমে L, M ও T দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
- L কে দৈর্ঘ্যের মাত্রা, M কে ভরের মাত্রা, T কে সময়ের মাত্রা বলে।
- যেমন, বল = ভর × ত্বরণ = m × a। আর ত্বরণের মাত্রা = [LT^{- 2}]
- সুতরাং, বলের মাত্রা [MLT^{- 2}].

- কাজের মাত্রা [ML²T^{- 2}].
- শক্তির মাত্রা [ML²T^{- 2}].
- টর্কের মাত্রা [ML²T^{- 2}].
- ক্ষমতার মাত্রা [ML²T^{- 3}].

উৎস: পদার্থিবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• সংঘর্ষ:
- অতি অল্প সময়ের জন্য বৃহৎ কোনো বল ক্রিয়া করে বস্তুর গতির হঠাৎ ও ব্যাপক পরিবর্তন করাকে সংঘর্ষ বলে।
- সাধারণত সংঘর্ষের সময় বস্তুর গতিশক্তি সংরক্ষিত হয় কিনা, তার ওপর ভিত্তি করে সংঘর্ষকে দুভাগে বিভক্ত করা হয়। যথা:

• অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ:
- যে সংঘর্ষে ভরবেগ সংরক্ষিত হয়, কিন্তু গতিশক্তি সংরক্ষিত হয় না, তাকে অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ বলে।
- একটি রাবারের বল দৃঢ় পাটাতনে আঘাত করলে, বলটির আকার বিকৃত হয় এবং এর গতিশক্তি হ্রাস পায়।
- এ কারণেই রাবারের বলের সাথে পাটাতনের যে সংঘর্ষ, হা হলো অস্থিতিস্থাপক।
- সংঘর্ষের পরে সংঘর্ষে অংশগ্রহণকারী বস্তু দুটি যদি একত্রে যুক্ত হয় এবং একই বেগে চলতে থাকে, তবে সেই সংঘর্ষ হবে পূর্ণভাবে অস্থিতিস্থাপক।
- উদহরণ: যখন একটি গুলি লক্ষ্যবস্তুকে আঘাত করে লক্ষ্যবস্তুর ভেতরে ঢুকে পড়ে, তখন গুলি ও লক্ষ্যবস্তুর সংঘর্ষ হলো অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ।

• স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ:
- যে সংঘর্ষে ভরবেগ ও গতিশক্তি উভয়ই সংরক্ষিত থাকে, তাকে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ বলে।
- পারমাণবিক, নিউক্লিয় ও মৌলিক কণাগুলোর মধ্যে যে সংঘর্ষ ঘটে, তা স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ।

উৎস: পদার্থ ১ম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• শক্তির সংরক্ষণশীলতার নীতি অনুযায়ী, শক্তির পরিবর্তন হয়, কিন্তু এটি ধ্বংস বা সৃষ্টি করা যায় না।

• শক্তির সংরক্ষণশীলতা সূত্র:
- শক্তির নিত্যতার বিধি অনুসারে শক্তিকে সৃষ্টি বা ধ্বংশ করা যায় না।
- শক্তিকে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তর করা যায় মাত্র।
- পৃথিবীর মোট শক্তির পরিমানগত কোন পরিবর্তন হয় না।
- প্রকৃতপক্ষে আমরা নতুন কোনো শক্তি সৃষ্টি করতে পারি না বা শক্তি ধ্বংসও করতে পারি না।
- বিশ্ব সৃষ্টির মুহূর্তে যে পরিমাণ শক্তি ছিল মহাবিশ্বে আজও সেই পরিমাণ শক্তি রয়েছে।
- এটাই শক্তির অবিনশ্বরতা বা নিত্যতা বা সংরক্ষণশীলতা।

উৎস: পদার্থিবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• কোন যন্ত্রের কর্মদক্ষতা ৭৫% বলতে বোঝায় যন্ত্রটিতে ১০০ একক শক্তি সরবরাহ করলে তার ৭৫ একক শক্তি কার্যকররূপে পাওয়া যায়, বাকী ২৫ একক শক্তি অপচয় হয়।

• কর্মদক্ষতা:
- যন্ত্রের কার্যকর শক্তি এবং মোট প্রদত্ত শক্তি হিসাব করে যন্ত্রের কর্মদক্ষতা পরিমাপ করা যায়।
- কোন যন্ত্রের কর্মদক্ষতা হচ্ছে যন্ত্রটির কার্যকর শক্তি ও প্রদত্ত মোট শক্তির অনুপাত।
- যন্ত্রের কর্মদক্ষতাকে η (ইটা) দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
- কর্মদক্ষতাকে শতকরায় প্রকাশ করা হয়।
- কোন যন্ত্রের কর্মদক্ষতা ৭৫% বলতে বোঝায় যন্ত্রটিতে ১০০ একক শক্তি সরবরাহ করলে তার ৭৫ একক শক্তি কার্যকররূপে পাওয়া যায়, বাকী ২৫ একক শক্তি অপচয় হয়।
-  কর্মদক্ষতা, η = কার্যকর শক্তি/মোট প্রদত্ত শক্তি। 
- আবার, কর্মদক্ষতা, η = কার্যকর ক্ষমতা/ মোট প্রদত্ত ক্ষমতা।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• বল:
- যা স্থির বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় অথবা যা গতিশীল বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায় তাকে বল বলে।
- বল সবসময় জোড়ায় জোড়ায় ক্রিয়া করে।
- প্রকৃতিতে মাত্র চার ধরনের মৌলিক বল আছে।
- যথা:- মহাকর্ষ বল, তড়িৎ চৌম্বক বা বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় বল, দুর্বল নিউক্লীয় বল এবং সবল নিউক্লীয় বল।

১। মহাকর্ষ বল:
- এই সৃষ্টিজগতের সকলবস্তু তাদের ভরের কারণে একে অপরকে যে বল দিয়ে আকর্ষণ করে, সেটাই হচ্ছে মহাকর্ষ বল।
- এই বলের কারণে গ্যালাক্সির ভেতরে নক্ষত্ররা ঘুরপাক খায় কিংবা সূর্যকে ঘিরে পৃথিবী ঘোরে, পৃথিবীকে ঘিরে চাঁদ ঘোরে।
- পৃথিবীর মহাকর্ষ বল যখন আমাদের ওপর কাজ করে, তখন তাকে মধ্যাকর্ষণ বল বলে।
- এই মধ্যাকর্ষণ বল আমাদেরকে নিচের দিকে (পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে) টেনে রেখেছে এবং এর কারণেই আমরা নিজেদের ওজনের অনুভূতি পাই।
- ভর আছে সেরকম যেকোন বস্তু অন্য বস্তুকে মহাকর্ষ বল দিয়ে আকর্ষণ করে।

২. তড়িৎ চৌম্বক বা বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় বল:
- দুটি আহিত কণা তাদের আধানের কারণে একে অপরের ওপর যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল প্রয়োগ করে তাকে তড়িৎ চৌম্বক বল বলে।

৩। দুর্বল নিউক্লীয় বল:
- দুর্বল নিউক্লীয় বলকে দুর্বল বলা হয় কারণ এটা তড়িৎ চৌম্বক বল থেকে দুর্বল (প্রায় ট্রিলিওন
গুণ) কিন্তু মোটেও মহাকর্ষ বল থেকে দুর্বল নয়।
- মহাকর্ষ এবং তড়িৎ চৌম্বক বল যেকোন দূরত্ব থেকে কাজ করতে পারে কিন্তু এই দুর্বল নিউক্লীয় বল খুবই অল্প দূরত্বে (১০^{- ১৮} m) কাজ করে।

৪। সবল নিউক্লীয় বল:
- সবল নিউক্লীয় বল হচ্ছে সৃষ্টিজগতের সবচেয়ে শক্তিশালী বল, তড়িৎ চৌম্বকীয় বল থেকেও ১০০ গুণ বেশি শক্তিশালি কিন্তু এটাও খুবই অল্প দূরত্বে (১০^{- ১৫} m) কাজ করে।
- সূর্য থকে প্রাপ্ত আলো ও তাপ এই বল দিয়ে তৈরি হয়।

উৎস: বিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।

প্রশ্ন: 10 kg ভরের একটি স্থির বস্তুর ওপর 10s ব্যাপী 10 N বল প্রয়োগ করা হয়েছে। বস্তুটির গতিশক্তি কত?

সমাধান:
দেওয়া আছে, ভর, m = 10 kg
বল, F = 10 N সময়, t = 10 s
প্রাথমিক বেগ, u = 0 (বস্তুটি স্থির)

আমরা জানি,
F = ma
⇒ a = F/m = 10/10
= 1 m/s²

এখন, v = u + at সূত্র ব্যবহার করে,
v = 0 + 1 × 10 = 10 m/s

গতিশক্তি, E_k = (1/2)mv²
⇒ E_k = (1/2) × 10 × (10)²
⇒ E_k = 5 × 100
⇒ E_k = 500 J

∴ বস্তুটির গতিশক্তি = 500 J

- চন্দ্রে কোনো বস্তুর ওজন পৃথিবীর ওজনের ছয় ভাগের এক ভাগ। অর্থাৎ, চাঁদে ওজন পৃথিবীর প্রায় ১/৬ গুণ হয়।
- কোন বস্তুকে পৃথিবী তার কেন্দ্রের দিকে যে বলে আকর্ষণ করে, তাকে ঐ বস্তুর ওজন বলে।
- পৃথিবী থেকে যতই উপরে উঠা যায় বস্তুর ওজন ততই কমতে থাকে।
- চাঁদে কোন বস্তুর ওজন পৃথিবীতে এ বস্তুর ওজনের ছয় ভাগের এক ভাগ (১/৬) হয়। অর্থাৎ পৃথিবীতে কোন বস্তুর ওজন ৬০ নিউটন হলে চাঁদে এ জিনিসের ওজন ১০ নিউটন হবে।
- উল্লেখ্য, একজন মানুষের ভর (m) পৃথিবী বা চাঁদ - সর্বত্র একই থাকে।

উৎস: বিজ্ঞান, অষ্টম শ্রেণি।

প্রশ্ন: 8N এবং 15N মানের দুটি বল লম্বভাবে ক্রিয়া করলে লব্ধির মান কত?

সমাধান:
ধরি, বল দুটি P = 8N এবং Q = 15N।
বল দুটি লম্বভাবে ক্রিয়া করায়, তাদের মধ্যবর্তী কোণ (θ) = 90°

দুটি বল P ও Q এর লব্ধি R এর সূত্রটি হলো:
R² = P² + Q² + 2PQ cosθ
⇒  R² = 8² + 15² + 2 × 8 × 15 × cos 90°
 ⇒ R² = 64 + 225 + 2 × 8 × 15 × 0 (যেহেতু cos 90° = 0)
⇒ R² = 289 + 0
⇒ R² = 289
⇒ R = √289
∴ লব্ধির মান, R = 17 N

সঠিক উত্তর: ক) বস্তুর সরণ সময়ের বর্গের সমানুপাতিক

• পড়ন্ত বস্তুর সূত্র:
- পড়ন্ত বস্তু সম্পর্কে গ্যালিলিও তিনটি সূত্র প্রদান করেন।
- সূত্রগুলো একমাত্র স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
• সূত্রগুলো হচ্ছে-

• প্রথম সূত্র:
- স্থির অবস্থান ও একই উচ্চতা থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তু সমান সময়ে সমান পথ অতিক্রম করবে।

• দ্বিতীয় সূত্র:
- স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুর নির্দিষ্ট সময়ে (t) প্রাপ্ত বেগ (v) ঐ সময়ের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, v ∝ t.

• তৃতীয় সূত্র:
- স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তু নির্দিষ্ট সময়ে যে দূরত্ব (h) অতিক্রম করে তা ঐ সময়ের (t) বর্গের সমানুপাতিক।
- অর্থাৎ, h ∝ t².

উৎস: পদার্থ প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• কেপলারের সূত্র:
- প্রাচীনকাল থেকেই বিজ্ঞানীরা সৌর জগতের সূর্য ও গ্রহগুলির গতিবিধি সম্পর্কে অনুসন্ধিৎসু ছিলেন।
- বিভিন্ন সময়ে বিজ্ঞানীরা এ সম্পর্কে বিভিন্ন ব্যাখ্যা দেয়ার চেষ্টা করেন।
- গ্রীক বিজ্ঞানী টলেমী, কোপার্নিকাস, ট্রাইকোব্রাহে প্রমুখ বিজ্ঞানীদের পরস্পর বিরোধী, জটিল এবং অস্পষ্ট তথ্যসমূহ বিশ্লেষণ করে।
- ডেনমার্কের বিজ্ঞানী জন কেপলার সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, গ্রহগুলো কোনো এক বলের প্রভাবে সূর্যকে কেন্দ্র করে অবিরাম ঘুরছে।
- জন কেপলার সৌরজগতের গ্রহগুলির গতি সংক্রান্ত তিনটি সূত্র উপস্থাপন করেন, তার নাম অনুসারে এগুলো কেপলারের সূত্র নামে পরিচিত।
যেমন-
• প্রথম সূত্র:
- সূর্যকে ফোকাসে রেখে প্রতিটি গ্রহ উপবৃত্তাকার পথে সুর্যকে প্রদক্ষিণ করছে।
• দ্বিতীয় সূত্র:
- প্রতিটি গ্রহ এমনভাবে ঘুরছে যে, সূর্য ও ঐ গ্রহের কেন্দ্র সংযোজক কাল্পনিক রেখা সমান সময়ে সমান ক্ষেত্রফল অতিক্রম করে।
• তৃতীয় সূত্র: 
- সূর্যের চারিদিকে প্রতিটি গ্রহের আবর্তনকালের বর্গ এর কক্ষপথের অর্ধপরাক্ষের (semi major axis) ঘনফলের সমানুপাতিক। গ্রহগুলো উপবৃত্তাকার পথে সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

প্রশ্ন: 50 kg ওজনের এক ব্যক্তি 10 তলা বিল্ডিংয়ের উপরে উঠলে তার দ্বারা কি পরিমাণ কাজ সম্পন্ন হয়? (প্রতি তলার উচ্চতা 3m এবং অভিকর্ষজ ত্বরণ, g = 9.8 m/s²)

সমাধান:
দেওয়া আছে, ভর, m = 50 kg প্রতি তলার উচ্চতা = 3 m
মোট তলা = 10
∴ মোট উচ্চতা, h = 10 × 3 = 30 m
অভিকর্ষজ ত্বরণ, g = 9.8 m/s²

ব্যক্তিটির দ্বারা সম্পাদিত কাজ (W) হলো মূলত অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কৃতকাজ, যা তার অর্জিত বিভবশক্তির (E_p) সমান।
আমরা জানি,
কাজ (W) = mgh
⇒ W = 50 × 9.8 × 30
⇒ W = 14700 J
⇒ W = 14700/1000 kJ
⇒ W = 14.7 kJ

∴ সম্পন্ন কাজের পরিমাণ = 14.7 kJ

• মৌলিক বল:
- যে সকল বল মূল বা স্বাধীন অর্থাৎ যে সকল বল অন্য কোনো বল থেকে উৎপন্ন হয় না বা অন্য কোনো বলের কোনো রূপ নয় বরং অন্যান্য বল এই সকল বলের কোনো না কোনো রূপের প্রকাশ তাদেরকে মৌলিক বল বলে।
- এই মৌলিক বলগুলো হলো-
১। মহাকর্ষ বল,
২। তাড়িতচৌম্বক বল,
৩। সবল নিউক্লিয় বল এবং
৪। দুর্বল নিউক্লিয় বল।

- মহাকর্ষ বলের বাহক কণা- গ্রাভিটন (Graviton)।
অন্যদিকে,
- তাড়িতচৌম্বক বলের বাহক কণা- ফোটন।
- সবল নিউক্লিয় বলের বাহক কণা- গ্লুয়ন।
- দুর্বল নিউক্লিয় বলের বাহক কণা- W এবং Z বোসন।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (শাহজাহান তপন)।

• দোলনকাল (T) অভিকর্ষজ ত্বরণের (g) বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।

- পৃথিবীর কেন্দ্রে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান শূন্য, তাই একটি সরল দোলককে। পৃথিবীর কেন্দ্রে নিলে তার দোলনকাল অসীম হবে।
- একটি পূর্ণ দোলন এর জন্য সরল দোলকের যে সময় লাগে তাকে দোলনকাল বলে।
- দোলনকাল অভিকর্ষজ ত্বরণের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।

• সরল দোলকের দোলনকালের সূত্র: T = 2π √(L/g)
- যেহেতু 2π এবং কার্যকরী দৈর্ঘ্য (L) সাধারণত স্থির থাকে,
- তাই আমরা লিখতে পারি, T ∝ 1/√g.
- অর্থাৎ, দোলনকাল (T) অভিকর্ষজ ত্বরণ (g) এর বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।

উৎস: পদার্থ বিজ্ঞান প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• মহাকর্ষ বল:
- মহাবিশ্বের প্রত্যেক বস্তু একে অপরকে আকর্ষণ করে মহাকর্ষ বলের প্রভাবে।
- বস্তুর ভরের কারণে এ আকর্ষণ ঘটে।
- মহাকর্ষ বলের কারণে গ্রহসমূহ নক্ষত্রের চারদিকে ঘুরে, পৃথিবীর যাবতীয় প্রাণী ও বস্তু ভূ-পৃষ্ঠের সংলগ্ন থাকে, বস্তুর ওজন অনুভূত হয় ইত্যাদি।
- দুটি বস্তুর মধ্যে গ্রাভিটন নামক এক প্রকার কণার পারস্পরিক বিনিময়ের মাধ্যমে মহাকর্ষ বল কার্যকর হয়।
- অবশ্য গ্রাভিটনের অস্তিত্বের কোনো প্রমাণ এখনো পাওয়া যায়নি।
- মহাকর্ষ বলের পাল্লা অসীম।

উৎস: পদার্থ প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

- কোনো বস্তু যে পরিমাণ বল দ্বারা পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে আকর্ষিত হয় তাকে তার ওজন বলে।
- আমরা জানি, W = mg
- এখানে, g= অভিকর্ষজ ত্বরণ যার মান 9.8 ms^{- 2}, m = বস্তুর ভর।
- অভিকর্ষজ ত্বরণের মান ভূপৃষ্ঠে সর্বোচ্চ। ভূপৃষ্ঠ থেকে যত নিচে/উপরে যাওয়া যায় এর মান তত কমতে থাকে।
- এজন্য g এর মান পাহাড়ে বা খনির ভেতরে কম।
- মেরু অঞ্চলে g এর মান বিষুব অঞ্চলের চেয়ে বেশি।
- পৃথিবীর কেন্দ্রে অভিকর্ষজ ত্বরণ g এর মান শূন্য।

উৎস: বিজ্ঞান, অষ্টম শ্রেণি।

- সর্বাপেক্ষা কম যে বেগে কোনো বস্তুকে খাড়া ওপরের দিকে নিক্ষেপ করলে তা আর পৃথিবীতে ফিরে আসে না সে বেগকে মুক্তিবেগ বলে।

• মুক্তিবেগের মান:
- কোনো বস্তুকে এমন গতিশক্তি দিতে হবে যাতে সেটি পৃথিবীর আকর্ষণ কাটিয়ে মহাশূন্যে চলে যেতে পারে।
- ভূ-পৃষ্ঠ থেকে কোনো বস্তুকে অসীমে নিয়ে যেতে যে কাজ করতে হবে বস্তুটিকে নিক্ষেপের সময় সে গতিশক্তি প্রদান করতে হবে। এরূপ গতিশক্তি অর্জন করতে যে বেগ দিতে হবে তাই মুক্তিবেগ V_e .
- পৃথিবীর মুক্তিবেগের মান 11.2 kms^{- 1} .
- অর্থাৎ, কোন বস্তুকে এই বেগে নিক্ষেপ করলে তা পৃথিবীর আকর্ষণ কাটিয়ে মহাশূন্যে চলে যাবে।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, ড. শাহজাহান তপন।