নবম শ্রেণী – ভৌত বিজ্ঞান: অধ্যায় – 1, পরিমাপ, ব্যাখ্যামূলক প্রশ্নোত্তর মান 3
অধ্যায় ১: পরিমাপ – রচনাধর্মী প্রশ্ন
1. মৌলিক একক ও লব্ধ এককের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
| বিষয় | মৌলিক একক | লব্ধ একক |
|---|---|---|
| ১. নির্ভরতা | পরস্পর নিরপেক্ষ, অন্য এককের ওপর নির্ভর করে না। | একাধিক মৌলিক এককের সমন্বয়ে গঠিত হয়। |
| ২. সংখ্যা | SI পদ্ধতিতে এদের সংখ্যা মাত্র ৭টি। | এদের সংখ্যা অনেক (সীমাহীন)। |
| ৩. উদাহরণ | মিটার, কিলোগ্রাম, সেকেন্ড। | নিউটন, জুল, পাস্কাল। |
2. লিটারের সংজ্ঞায় ‘$4^{\circ}C$’ উষ্ণতার উল্লেখ থাকে কেন? আয়তন মাপক চোঙের সাহায্যে কীভাবে এক ফোঁটা জলের আয়তন নির্ণয় করবে? (২+১)
উত্তর দেখো
$4^{\circ}C$ উল্লেখের কারণ: সাধারণত উষ্ণতা বাড়লে তরলের আয়তন বাড়ে এবং ঘনত্ব কমে। কিন্তু জলের ক্ষেত্রে ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ দেখা যায়। $4^{\circ}C$ উষ্ণতায় জলের ঘনত্ব সর্বাধিক হয়। তাই ১ কিগ্রা বিশুদ্ধ জলের আয়তনকে ১ লিটার হিসেবে নির্দিষ্ট করার জন্য $4^{\circ}C$ উষ্ণতার উল্লেখ করা জরুরি।
এক ফোঁটা জলের আয়তন: একটি শুষ্ক মাপনি চোঙের মধ্যে ড্রপার দিয়ে গুণে গুণে ১০০ ফোঁটা জল ফেলা হলো। যদি ওই জলের আয়তন $V \text{ cc}$ হয়, তবে ১ ফোঁটা জলের আয়তন হবে $\frac{V}{100} \text{ cc}$।
3. সাধারণ তুলাযন্ত্রের সুবেদিতা বা সংবেদনশীলতার (Sensitivity) শর্তগুলি লেখো।
উত্তর দেখো
একটি তুলাযন্ত্র সুবেদী হবে যদি—
১. তুলাদণ্ডটির বাহু দুটি দীর্ঘ হয়।
২. তুলাদণ্ডটি হালকা হয়।
৩. তুলাপাত্র দুটি হালকা হয়।
৪. তুলাদণ্ডের ভারকেন্দ্রটি আলম্বের খুব কাছাকাছি থাকে।
৫. সূচকটি বেশ লম্বা হয়।
4. মাত্রীয় বিশ্লেষণের সাহায্যে প্রমাণ করো: $S = vt$, যেখানে $S=$ সরণ, $v=$ বেগ, $t=$ সময়। বলের মাত্রা নির্ণয় করো। (২+১)
উত্তর দেখো
প্রমাণ:
বামপক্ষের মাত্রা $[S] = L$
ডানপক্ষের মাত্রা $[vt] = [LT^{-1}] \times [T] = L$
যেহেতু বামপক্ষের মাত্রা = ডানপক্ষের মাত্রা, তাই সমীকরণটি সঠিক।
বলের মাত্রা:
$\text{বল} = \text{ভর} \times \text{ত্বরণ} = M \times LT^{-2} = MLT^{-2}$।
5. সাধারণ স্কেলের সাহায্যে পাঠ নেওয়ার সময় লম্বন ভ্রম (Parallax Error) কী? এটি কীভাবে দূর করা যায়? (২+১)
উত্তর দেখো
লম্বন ভ্রম: স্কেলের সাহায্যে কোনো রেখাংশের দৈর্ঘ্য মাপার সময়, চোখের অবস্থান পাঠবিন্দুর ঠিক লম্বভাবে না হয়ে যদি ডানে বা বামে হেলে থাকে, তবে পাঠে যে ত্রুটি হয়, তাকে লম্বন ভ্রম বলে।
দূর করার উপায়: পাঠ নেওয়ার সময় চোখকে স্কেলের দাগের ঠিক সোজাসুজি বা লম্বভাবে রাখতে হবে। এছাড়া, পাতলা স্কেল ব্যবহার করলে এই ত্রুটি কমে।
6. মাপনি চোঙের সাহায্যে একটি অসম আকৃতির কঠিন বস্তুর (যেমন—পাথর) আয়তন কীভাবে নির্ণয় করবে?
উত্তর দেখো
১. একটি পরিষ্কার ও শুষ্ক মাপনি চোঙ নিয়ে তাতে কিছুটা জল ঢালা হলো। ধরি, জলের আয়তন $V_1 \text{ cc}$।
২. এবার একটি মোম মাখানো সরু সুতোয় পাথরটিকে বেঁধে ধীরে ধীরে জলের মধ্যে ডোবানো হলো। লক্ষ রাখতে হবে যেন জল ছিটকে না পড়ে।
৩. পাথর ডোবানোর ফলে জলতল উপরে উঠবে। ধরি, এই নতুন পাঠ $V_2 \text{ cc}$।
৪. সুতরাং, পাথরের আয়তন = অপসারিত জলের আয়তন = $(V_2 – V_1) \text{ cc}$।
7. সাধারণ তুলাযন্ত্র ও স্প্রিং তুলাযন্ত্রের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
| সাধারণ তুলাযন্ত্র | স্প্রিং তুলাযন্ত্র | |
|---|---|---|
| ১. পরিমাপ | বস্তুর ভর মাপা হয়। | বস্তুর ওজন বা ভার মাপা হয়। |
| ২. নীতি | লিভারের নীতির ওপর প্রতিষ্ঠিত। | হুকের সূত্রের ওপর প্রতিষ্ঠিত। |
| ৩. অভিকর্ষের প্রভাব | অভিকর্ষজ ত্বরণের পরিবর্তনে পাঠের পরিবর্তন হয় না। | অভিকর্ষজ ত্বরণ পাল্টালে পাঠের পরিবর্তন হয়। |
8. ঘনত্ব ও আপেক্ষিক গুরুত্বের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
| ঘনত্ব | আপেক্ষিক গুরুত্ব | |
|---|---|---|
| ১. সংজ্ঞা | একক আয়তনের ভর। | সম-আয়তন জলের তুলনায় বস্তু যতগুণ ভারী। |
| ২. একক | একক আছে (যেমন—$g/cm^3$)। | দুটি ভরের অনুপাত, তাই একক নেই। |
| ৩. পদ্ধতিগত মান | বিভিন্ন পদ্ধতিতে মান বিভিন্ন হয়। | সকল পদ্ধতিতে মান একই থাকে। |
9. SI (System International) পদ্ধতির সুবিধাগুলি কী কী?
উত্তর দেখো
১. এটি একটি দশমিক পদ্ধতি, অর্থাৎ এককগুলিকে ১০ বা ১০-এর গুণিতক দিয়ে গুণ বা ভাগ করে বড় বা ছোট এককে পরিণত করা যায়।
২. এটি একটি সুসংগত পদ্ধতি, অর্থাৎ মৌলিক এককগুলি থেকে লব্ধ এককগুলি সহজেই গঠন করা যায়।
৩. এটি আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত, তাই বিজ্ঞান, বাণিজ্য ও গবেষণায় সারা বিশ্বে একই একক ব্যবহৃত হয়।
10. স্টপ ওয়াচ কী? এর ব্যবহার লেখো। বিরাম বা যান্ত্রিক ঘড়ির দোলনকাল কীভাবে মাপা হয়?
উত্তর দেখো
স্টপ ওয়াচ: যে ঘড়ির সাহায্যে খুব অল্প সময়ের ব্যবধান নির্ভুলভাবে মাপা যায় এবং ইচ্ছামতো চালানো বা বন্ধ করা যায়, তাকে স্টপ ওয়াচ বলে।
ব্যবহার: দৌড় প্রতিযোগিতায় সময় মাপতে এবং গবেষণাগারে বিভিন্ন পরীক্ষার সময়কাল নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়।
দোলনকাল: ঘড়িটি চালু করে ২০টি বা ৫০টি পূর্ণ দোলনের মোট সময় মাপা হয়। তারপর ওই সময়কে দোলনের সংখ্যা দিয়ে ভাগ করে ১টি দোলনের সময় বা দোলনকাল নির্ণয় করা হয়।
11. ভার্নিয়ার স্কেলের প্রয়োজনীয়তা কী? ভার্নিয়ার ধ্রুবক (Vernier Constant) কাকে বলে?
উত্তর দেখো
প্রয়োজনীয়তা: সাধারণ স্কেলে ১ মিমির কম দৈর্ঘ্য মাপা যায় না। কিন্তু ভার্নিয়ার স্কেল ব্যবহার করে দৈর্ঘ্যের অতি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ (যেমন ০.১ মিমি) নির্ভুলভাবে মাপা সম্ভব।
ভার্নিয়ার ধ্রুবক: মূল স্কেলের ক্ষুদ্রতম ১ ঘরের মান এবং ভার্নিয়ার স্কেলের ১ ঘরের মানের পার্থক্যকে ভার্নিয়ার ধ্রুবক (V.C.) বা লঘিষ্ঠ ধ্রুবক বলে।
12. খুব সরু তারের ব্যাস নির্ণয়ে সাধারণ স্কেল অনুপযুক্ত কেন? এর জন্য কোন যন্ত্র ব্যবহার করা হয়?
উত্তর দেখো
অনুপযুক্ত হওয়ার কারণ: সাধারণ স্কেলের লঘিষ্ঠ ধ্রুবক ১ মিমি। কিন্তু সরু তারের ব্যাস সাধারণত ১ মিমির চেয়ে অনেক কম হয় (যেমন ০.৫ মিমি)। তাই সাধারণ স্কেল দিয়ে এর সঠিক পাঠ নেওয়া অসম্ভব।
যন্ত্র: এর জন্য স্ক্রু গেজ (Screw Gauge) যন্ত্র ব্যবহার করা হয়, যা দিয়ে ০.০০১ সেমি পর্যন্ত দৈর্ঘ্য মাপা যায়।
13. ওজন বাক্সে বাটখারাগুলি কী অনুপাতে রাখা হয় এবং কেন? (১+২)
উত্তর দেখো
অনুপাত: সাধারণ তুলাযন্ত্রের ওজন বাক্সে বাটখারাগুলির ভরের অনুপাত রাখা হয় ৫:২:২:১ (5:2:2:1)।
কারণ: এই নির্দিষ্ট অনুপাতে বাটখারাগুলি রাখার প্রধান কারণ হলো—সবচেয়ে কম সংখ্যক বাটখারা ব্যবহার করে নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে (১০ মিগ্রা থেকে ২১১.১০ গ্রাম পর্যন্ত) যেকোনো মানের ভর পরিমাপ করা সম্ভব।
উদাহরণ: ১ গ্রাম থেকে ৯ গ্রাম পর্যন্ত যেকোনো ভর মাপতে ১টি ৫ গ্রাম, ২টি ২ গ্রাম ও ১টি ১ গ্রামের বাটখারাই যথেষ্ট। যেমন—
৩ গ্রাম = ২ গ্রাম + ১ গ্রাম
৭ গ্রাম = ৫ গ্রাম + ২ গ্রাম
৯ গ্রাম = ৫ গ্রাম + ২ গ্রাম + ২ গ্রাম।
14. একটি সাধারণ স্কেল ব্যবহারের সময় কী কী সতর্কতা অবলম্বন করা উচিত? (৩)
উত্তর দেখো
১. স্কেলটি যেন বস্তুর দৈর্ঘ্যের সমান্তরালে এবং গায়ে লেগে থাকে।
২. স্কেলের শূন্য (0) দাগটি যদি ক্ষয়ে গিয়ে থাকে বা অস্পষ্ট হয়, তবে অন্য কোনো পূর্ণ সংখ্যার দাগ (যেমন 1 সেমি) থেকে পাঠ শুরু করতে হবে এবং শেষে ওই সংখ্যাটি বিয়োগ দিতে হবে।
৩. পাঠ নেওয়ার সময় চোখকে স্কেলের দাগের ঠিক লম্বভাবে রাখতে হবে যাতে লম্বন ভ্রম না হয়।
15. ভর ও ওজনের মধ্যে তিনটি মূল পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
| ভর | ওজন |
|---|---|
| বস্তুর মধ্যস্থ জড় পদার্থের পরিমাণ। | পৃথিবী যে বল দ্বারা বস্তুকে আকর্ষণ করে। |
| এটি স্কেলার রাশি। | এটি ভেক্টর রাশি। |
| সাধারণ তুলাযন্ত্রে মাপা হয়। | স্প্রিং তুলাযন্ত্রে মাপা হয়। |
16. ভার্নিয়ার ক্যালিপার্স (Vernier Calipers) কী? এর দুটি ব্যবহার উল্লেখ করো। (১+২)
উত্তর দেখো
সংজ্ঞা: মূল স্কেলের পাশে অপর একটি ছোট স্কেল (ভার্নিয়ার স্কেল) ব্যবহার করে যে যন্ত্রের সাহায্যে দৈর্ঘ্যের ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ নির্ভুলভাবে মাপা হয়, তাকে ভার্নিয়ার ক্যালিপার্স বা স্লাইড ক্যালিপার্স বলে।
ব্যবহার:
১. ফাঁপা চোঙের বা পাইপের অন্তঃব্যাসার্ধ ও বহির্ব্যাসার্ধ নির্ণয় করতে।
২. ছোট কোনো দণ্ড বা গোলকের সঠিক দৈর্ঘ্য বা ব্যাস নির্ণয় করতে।
17. মাপনি চোঙের সাহায্যে কীভাবে একটি অসম আকৃতির কিন্তু জলে দ্রবীভূত হয় এমন কঠিন বস্তুর (যেমন—মিছরি বা নুনের টুকরো) আয়তন মাপবে?
উত্তর দেখো
যেহেতু বস্তুটি জলে দ্রবীভূত হয়, তাই জলের পরিবর্তে এমন কোনো তরল (যেমন—কেরোসিন বা টারপেনটাইন তেল) ব্যবহার করতে হবে যাতে বস্তুটি দ্রবীভূত না হয় এবং ডুবে যায়।
পদ্ধতিটি জলের মতোই: প্রথমে তরলের আয়তন ($V_1$) নিতে হবে, তারপর বস্তু ডোবানোর পর আয়তন ($V_2$) নিতে হবে। পার্থক্য ($V_2 – V_1$) হবে বস্তুর আয়তন।
18. স্ক্রু গেজ (Screw Gauge) যন্ত্রের নীতি কী? পিচ (Pitch) কাকে বলে? (১.৫+১.৫)
উত্তর দেখো
নীতি: একটি নাট-এর মধ্যে একটি স্ক্রুকে ঘোরালে স্ক্রুটি তার অক্ষ বরাবর সরে যায়। বৃত্তাকার স্কেলের ঘূর্ণনের সাথে রৈখিক সরণের সম্পর্ক থেকে অতি ক্ষুদ্র দৈর্ঘ্য মাপা হয়।
পিচ (Pitch): স্ক্রুটির মাথা একবার সম্পূর্ণ ঘোরালে স্ক্রুটি তার অক্ষ বরাবর যতটা রৈখিক দূরত্ব অতিক্রম করে, তাকে স্ক্রুর পিচ বলে।
19. “ভালো তুলাযন্ত্রের সুবেদিতা ও স্থায়িত্ব পরস্পর বিরোধী”—ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখো
তুলাযন্ত্র সুবেদী হতে হলে তুলাদণ্ডটিকে হালকা হতে হয় এবং এর ভারকেন্দ্র আলম্বের খুব কাছে থাকতে হয়। কিন্তু তুলাযন্ত্রটি স্থায়ী বা সুস্থিত হতে হলে তুলাদণ্ডটি ভারী হতে হয় এবং ভারকেন্দ্র আলম্ব থেকে নিচে থাকতে হয়।
এই দুটি শর্ত একে অপরের বিপরীত। তাই একটি তুলাযন্ত্র একইসাথে খুব বেশি সুবেদী এবং খুব বেশি সুস্থিত হতে পারে না।
20. মাত্রীয় বিশ্লেষণের সীমাবদ্ধতাগুলি লেখো।
উত্তর দেখো
১. এই পদ্ধতিতে কোনো ধ্রুবক সংখ্যার মান নির্ণয় করা যায় না (যেমন $T = 2\pi \sqrt{l/g}$ সমীকরণে $2\pi$ এর মান পাওয়া যায় না)।
২. ত্রিকোণমিতিক (sin, cos), লগারিদমিক (log) পদযুক্ত সমীকরণের বিশ্লেষণ করা যায় না।
৩. যদি কোনো রাশি ৩টির বেশি মৌলিক রাশির ওপর নির্ভর করে, তবে তাদের সম্পর্ক নির্ণয় করা জটিল বা অসম্ভব হয়।
21. সাধারণ তুলাযন্ত্রের সাহায্যে কোনো বস্তুর ভর মাপার পদ্ধতি সংক্ষেপে লেখো।
উত্তর দেখো
১. প্রথমে তুলাযন্ত্রটির ওলন্দড়ি ঠিক আছে কিনা এবং পাল্লা দুটি খালি অবস্থায় সূচক শূন্যে আছে কিনা দেখে নিতে হবে।
২. বাম পাল্লায় বস্তুটিকে রাখতে হবে এবং ডান পাল্লায় বড় থেকে ছোট ক্রমে বাটখারা চাপাতে হবে।
৩. বাটখারা চাপানোর পর লিভার ঘুরিয়ে দেখতে হবে সূচক শূন্য দাগের দুপাশে সমানভাবে দুলছে কিনা।
৪. সাম্যাবস্থায় ডান পাল্লার মোট বাটখারার ভরই হলো বস্তুর ভর।
22. প্রমাণ মিটার (Standard Metre)-এর আধুনিক সংজ্ঞাটি লেখো। এর সুবিধা কী?
উত্তর দেখো
সংজ্ঞা (১৯৮৩): শূন্য মাধ্যমে আলো ১/২৯,৯৭,৯২,৪৫৮ সেকেন্ড সময়ে যে দূরত্ব অতিক্রম করে, তাকে ১ মিটার বলা হয়।
সুবিধা: এই সংজ্ঞা কোনো ধাতব দণ্ডের ওপর নির্ভরশীল নয়, তাই এটি নষ্ট হওয়ার ভয় নেই এবং এর মান অত্যন্ত সূক্ষ্ম ও অপরিবর্তনশীল।
23. একটি বক্ররেখার দৈর্ঘ্য কীভাবে স্কেলের সাহায্যে মাপা সম্ভব?
উত্তর দেখো
একটি সরু সুতো বা দড়ি নিয়ে বক্ররেখাটির ওপর বরাবর এমনভাবে বসাতে হবে যাতে সুতোটি রেখার সাথে মিলে যায়। রেখার শুরু ও শেষ প্রান্তে সুতোয় দাগ দিতে হবে। এবার সুতোটিকে সোজা করে সাধারণ স্কেলের সাহায্যে দাগ দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব মাপলে বক্ররেখাটির দৈর্ঘ্য পাওয়া যাবে।
24. আয়তন মাপক চোঙ ও স্টপ ওয়াচ ব্যবহার করে কীভাবে একটি জলের কলের জল পড়ার হার (Rate of flow) নির্ণয় করবে?
উত্তর দেখো
১. কলটি খুলে তার নিচে একটি শুষ্ক মাপনি চোঙ ধরা হলো এবং একই সাথে স্টপ ওয়াচ চালু করা হলো।
২. নির্দিষ্ট সময় ($t$ সেকেন্ড) পর চোঙটি সরিয়ে নেওয়া হলো এবং জমা হওয়া জলের আয়তন ($V$ cc) পাঠ নেওয়া হলো।
৩. জল পড়ার হার = $\frac{V}{t} \text{ cc/sec}$। একাধিকবার পাঠ নিয়ে গড় করলে নির্ভুল মান পাওয়া যাবে।
সচরাচর জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQ) — পরিমাপ ও একক
শেয়ার