একটি দৃঢ় অবলম্বন হতে 1.5 m দৈর্ঘ্য এবং 2 mm-2প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট ভিন্ন উপাদানের দুটি তার A ও B কে ঝুলিয়ে দেয়া হল। ফলে A এবং B তার দুটি যথাক্রমে ১% ও 7% বৃদ্ধি পেল। উভয় ক্ষেত্রেই 20 kg ভার প্রয়োগ করা হল।

Updated: 1 year ago
উত্তরঃ

কোনো স্থিতিস্থাপক তারের উপর বল প্রয়োগের ফলে এর একক আয়তনে যে পরিমাণ শক্তি সঞ্চিত হয়, তাকে স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি ঘনত্ব বা একক আয়তনে বিভব শক্তি বলে। গাণিতিকভাবে, একক আয়তনে বিভব শক্তি (\(U_v\)) হলো পীড়ন (\(\sigma\)) ও বিকৃতি (\(\epsilon\)) এর গুণফলের অর্ধেক। অর্থাৎ, \(U_v = \frac{1}{2} \times \text{পীড়ন} \times \text{বিকৃতি}\)। এখানে, পীড়ন (\(\sigma\)) \(=\frac{\text{প্রয়োগকৃত বল (F)}}{\text{প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল (A)}}\) এবং বিকৃতি (\(\epsilon\)) \(=\frac{\text{দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি (e)}}{\text{মৌলিক দৈর্ঘ্য (L)}}\)।

উদ্দীপকের তার দুটির জন্য প্রদত্ত তথ্য এবং গণনা নিম্নরূপ:
তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, \(A = 2 \text{ mm}^2 = 2 \times (10^{-3})^2 \text{ m}^2 = 2 \times 10^{-6} \text{ m}^2\)
প্রয়োগকৃত ভারের ভর, \(m = 20 \text{ kg}\)
প্রয়োগকৃত বল, \(F = m \times g = 20 \text{ kg} \times 9.8 \text{ m/s}^2 = 196 \text{ N}\)
সুতরাং, তারের উপর প্রযুক্ত পীড়ন, \(\sigma = \frac{F}{A} = \frac{196 \text{ N}}{2 \times 10^{-6} \text{ m}^2} = 9.8 \times 10^7 \text{ N/m}^2\)

'A' তারের ক্ষেত্রে:
তার A এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি ১% হওয়ায় এর বিকৃতি, \(\epsilon_A = 0.01\)।
অতএব, 'A' তারের একক আয়তনে বিভব শক্তি, \(U_{vA} = \frac{1}{2} \times \sigma \times \epsilon_A = \frac{1}{2} \times (9.8 \times 10^7 \text{ N/m}^2) \times 0.01 = 4.9 \times 10^5 \text{ J/m}^3\)

'B' তারের ক্ষেত্রে:
তার B এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি ৭% হওয়ায় এর বিকৃতি, \(\epsilon_B = 0.07\)।
অতএব, 'B' তারের একক আয়তনে বিভব শক্তি, \(U_{vB} = \frac{1}{2} \times \sigma \times \epsilon_B = \frac{1}{2} \times (9.8 \times 10^7 \text{ N/m}^2) \times 0.07 = 3.43 \times 10^6 \text{ J/m}^3\)

উপরিউক্ত হিসাব থেকে দেখা যায়, উদ্দীপকের A তারের একক আয়তনে বিভব শক্তির মান \(4.9 \times 10^5 \text{ J/m}^3\) এবং B তারের একক আয়তনে বিভব শক্তির মান \(3.43 \times 10^6 \text{ J/m}^3\)। দুটি তার ভিন্ন উপাদানের হওয়ায় এবং ভিন্ন বিকৃতি হওয়ায় তাদের একক আয়তনে সঞ্চিত বিভব শক্তি ভিন্ন হয়েছে।

Satt AI
Satt AI
2 weeks ago
উত্তরঃ

স্থিতিস্থাপকতা হলো কোনো বস্তুর উপর বল প্রয়োগে তার আকার বা আয়তনের পরিবর্তন ঘটালে এবং বল অপসারণ করলে বস্তুর পূর্বের অবস্থায় ফিরে আসার ধর্ম। যে বস্তুর স্থিতিস্থাপকতার গুণাঙ্ক (ইয়ং এর গুণাঙ্ক) বেশি, সে বস্তুটি তত বেশি স্থিতিস্থাপক। উদ্দীপকে A ও B তার দুটির মধ্যে কোনটি বেশি স্থিতিস্থাপক তা গাণিতিকভাবে নির্ণয় করা হলো।

উদ্দীপক থেকে প্রাপ্ত তথ্যসমূহ হলো:

        
  • তারের দৈর্ঘ্য, \(L = 1.5 m\)
  •     
  • প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, \(A = 2 mm^2 = 2 \times (10^{-3} m)^2 = 2 \times 10^{-6} m^2\) (এখানে \(mm^{-2}\) কে \(mm^2\) ধরা হয়েছে, যা ক্ষেত্রফলের আদর্শ একক।)
  •     
  • প্রযুক্ত ভর, \(m = 20 kg\)
  •     
  • প্রযুক্ত বল, \(F = mg = 20 kg \times 9.8 m/s^2 = 196 N\)

A তারের জন্য:

        
  • বিকৃতি, \(e_A = 1\% = \frac{1}{100} = 0.01\)
  •     
  • পীড়ন, \(\sigma = \frac{F}{A} = \frac{196 N}{2 \times 10^{-6} m^2} = 98 \times 10^6 N/m^2\)
  •     
  • ইয়ং এর গুণাঙ্ক, \(Y_A = \frac{\text{পীড়ন}}{\text{বিকৃতি}} = \frac{\sigma}{e_A} = \frac{98 \times 10^6 N/m^2}{0.01} = 9800 \times 10^6 N/m^2 = 9.8 \times 10^9 N/m^2\)

B তারের জন্য:

        
  • বিকৃতি, \(e_B = 7\% = \frac{7}{100} = 0.07\)
  •     
  • পীড়ন, \(\sigma = \frac{F}{A} = \frac{196 N}{2 \times 10^{-6} m^2} = 98 \times 10^6 N/m^2\)
  •     
  • ইয়ং এর গুণাঙ্ক, \(Y_B = \frac{\text{পীড়ন}}{\text{বিকৃতি}} = \frac{\sigma}{e_B} = \frac{98 \times 10^6 N/m^2}{0.07} = 1400 \times 10^6 N/m^2 = 1.4 \times 10^9 N/m^2\)

প্রাপ্ত ফলাফল অনুযায়ী, A তারের ইয়ং এর গুণাঙ্ক \(Y_A = 9.8 \times 10^9 N/m^2\) এবং B তারের ইয়ং এর গুণাঙ্ক \(Y_B = 1.4 \times 10^9 N/m^2\)। যেহেতু \(Y_A > Y_B\), অর্থাৎ A তারের ইয়ং এর গুণাঙ্ক B তারের চেয়ে বেশি, তাই A তারটি B তারের চেয়ে অধিক স্থিতিস্থাপক। কারণ, স্থিতিস্থাপকতার ধর্ম অনুযায়ী, যে বস্তুর ইয়ং এর গুণাঙ্ক যত বেশি, সেই বস্তুটি বল প্রয়োগে বিকৃত হতে তত বেশি প্রতিরোধ করে এবং বল অপসারণের পর তার পূর্বাবস্থায় ফিরে আসার ক্ষমতা তত বেশি হয়।

Satt AI
Satt AI
2 weeks ago
94

পদার্থের কিছু সাধারণ ধর্ম রয়েছে যা পদার্থের তিনটি অবস্থাতেই পরিলক্ষিত হয়। এ রকম একটি ধর্ম হলো স্থিতিস্থাপকতা। যেসব পদার্থ প্রবাহিত হয় এদের বলা হয় প্রবাহী পদার্থ বা ফ্লুয়িড। তরল পদার্থ ও গ্যাস হলো ফ্লুয়িড। এ ছাড়া প্রবাহী পদার্থের আরও কিছু ধর্ম আছে, এদের মধ্যে উল্লেখযোগ্য তরল পদার্থের পৃষ্ঠটান ও সান্দ্রতা। এ অধ্যায়ে আমরা আন্তঃআণবিক আকর্ষণ ও বিকর্ষণ বল, পদার্থের তিন অবস্থা, পদার্থের বন্ধন, স্থিতিস্থাপকতা, পৃষ্ঠটান ও সান্দ্রতা নিয়ে আলোচনা করবো ।

শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
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

Related Question

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