1 বর্গ সে.মি প্রস্থচ্ছেদ বিশিষ্ট একটি তারে কত বল প্রয়োগ করা হলে এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি আদি দৈর্ঘ্যের সমান হবে? (Y=2×1011Nm-2)

Updated: 2 days ago
  • ক
    2×1011N
  • খ
    2×108N
  • গ
    2×108Nm
  • ঘ
    2×107N
603
ব্যাখ্যাঃ

তারের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় বল নির্ণয় করতে আমরা ইয়ং-এর গুণাঙ্কের (Young's Modulus) সূত্র ব্যবহার করব।

ইয়ং-এর গুণাঙ্ক, \(Y = \frac{\text{পীড়ন}}{\text{বিকৃতি}}\)

যেখানে,

        
  • পীড়ন (Stress), \(\sigma = \frac{F}{A}\) (F = প্রযুক্ত বল, A = প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল)
  •     
  • বিকৃতি (Strain), \(\epsilon = \frac{\Delta L}{L}\) (\(\Delta L\) = দৈর্ঘ্যের বৃদ্ধি, L = আদি দৈর্ঘ্য)

সুতরাং, ইয়ং-এর গুণাঙ্ক, \(Y = \frac{F/A}{\Delta L/L}\)

প্রদত্ত তথ্যগুলো হলো:

        
  • প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, \(A = 1 \text{ বর্গ সে.মি.}\)
  •     
  • আমরা এটিকে \(SI\) এককে রূপান্তরিত করব: \(A = 1 \times (10^{-2})^2 \text{ মি.}^2 = 1 \times 10^{-4} \text{ মি.}^2\)
  •     
  • দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি আদি দৈর্ঘ্যের সমান হবে, অর্থাৎ \(\Delta L = L\)।
  •     
  • অতএব, \(\frac{\Delta L}{L} = 1\)
  •     
  • ইয়ং-এর গুণাঙ্ক, \(Y = 2 \times 10^{11} \text{ N m}^{-2}\)

আমাদের নির্ণয় করতে হবে প্রযুক্ত বল (F)।


বিস্তারিত সমাধান:

আমরা সূত্রটি থেকে F কে আলাদা করি:

\(Y = \frac{F}{A} \times \frac{L}{\Delta L}\)

\(F = Y \times A \times \frac{\Delta L}{L}\)

এখন প্রদত্ত মানগুলো বসিয়ে পাই:

\(F = (2 \times 10^{11} \text{ N m}^{-2}) \times (1 \times 10^{-4} \text{ m}^2) \times (1)\)

\(F = 2 \times 10^{(11-4)} \text{ N}\)

\(F = 2 \times 10^7 \text{ N}\)

অতএব, তারে \(2 \times 10^7 \text{ N}\) বল প্রয়োগ করা হলে এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি আদি দৈর্ঘ্যের সমান হবে।

Satt AI
Satt AI
3 months ago

সংজ্ঞা : স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে বস্তুর দৈর্ঘ্য পীড়ন ও দৈর্ঘ্য বিকৃতির অনুপাত একটি ধ্রুব সংখ্যা। এই ধ্রুব সংখ্যাকে বস্তুর উপাদানের দৈর্ঘ্য গুণাঙ্ক বা ইয়ং গুণাঙ্ক বলে।

একে Y দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

ইয়ং গুণাঙ্ক, Y = দৈর্ঘ্য পীড়ন/দৈর্ঘ বিকৃতি

ইয়ং গুণাঙ্কের মান : 

এ প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল ও L দৈর্ঘ্যবিশিষ্ট একটি তার কোনো দৃঢ় অবলম্বন থেকে ঝুলিয়ে (চিত্র : ৭.১১) যদি তারটির নিচের প্রান্তে লম্বভাবে F বল প্রয়োগ করা হয় তাহলে তারের দৈর্ঘ্য কিছুটা বৃদ্ধি পাবে। তারের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি / হলে,

চিত্র :৭.১১

দৈর্ঘ্য বিকৃতি = দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি/আদি দৈর্ঘ্য =lL

এবং দৈর্ঘ্য পীড়ন =FA

সুতরাং Y =  FAlL=FLAl...  ….  (7.8)

যদি তারের নিচের প্রান্তে M ভর ঝুলানো হয় তাহলে, F = Mg, এখানে g = অভিকর্ষজ ত্বরণ। আবার তারটির ব্যাসার্ধ যদি r হয় তাহলে A = πr2 সেক্ষেত্রে, r

Y=mglπr2l..  ... (7.9)

যদি A =1 একক এবং l = L হয়, তবে (7.8) সমীকরণ অনুসারে F = Y হয়।

সুতরাং একক প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট কোনো তারের দৈর্ঘ্য বরাবর যে বল প্রয়োগ করলে দৈর্ঘ্য বিকৃতি একক হয় অর্থাৎ তারটির দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি আদি দৈর্ঘ্যের সমান হয় তাই ইয়ং গুণাঙ্ক ।

Y-এর মাত্রা ও একক : 

যেহেতু বিকৃতির কোনো মাত্রা নেই, সুতরাং Y-এর মাত্রা পীড়নের মাত্রার অনুরূপ হবে অর্থাৎ ML-1T-2 এবং এসআই পদ্ধতিতে এর একক Nm-2 or Pa

তাৎপর্য :

 ইস্পাতের ইয়ং গুণাঙ্ক 2 x 1011 Nm-2 বলতে বোঝায় 1 m2 প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট ইস্পাতের দণ্ডের দৈর্ঘ্য বরাবর 3 x 1011 N বল প্রয়োগ করা হলে এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি আদি দৈর্ঘ্যের সমান হবে।

 

Related Question

View All
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন ও
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews

Question Analytics

মোট উত্তরদাতা

জন

সঠিক
ভুল
উত্তর নেই