কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি অধ্যায়ের নোট | SSC পদার্থবিজ্ঞানের ৪র্থ অধ্যায় “কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি” জ্ঞানমূলক ও অনুধাবনমূলক প্রশ্ন উত্তর নিচে দেওয়া হলো। এই পোস্টে ৫৩টি জ্ঞানমূলক ও ৮টি অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর আছে। বহুনির্বাচনি প্রশ্নের জন্য কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি অধ্যায়ের MCQ দেখুন।
কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি অধ্যায়ের জ্ঞানমূলক প্রশ্ন ও উত্তর
কাজ
1। পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় কাজ কাকে বলে?
কোনো বস্তুর উপর F বল প্রয়োগ করার সময় বস্তুটি বলের দিকে s দূরত্ব অতিক্রম করলে, সম্পাদিত কাজ W = Fs।
2। কাজের একক ও মাত্রা কী?
একক জুল (J), মাত্রা ML²T⁻²।
3। কাজ কোন ধরনের রাশি?
কাজ একটি স্কেলার রাশি, যদিও বল ও সরণ উভয়ই ভেক্টর।
4। ধনাত্মক কাজ কখন হয়?
বল ও অতিক্রান্ত দূরত্ব একই দিকে হলে কাজ ধনাত্মক হয়।
5। ঋণাত্মক কাজ কখন হয়?
বল ও অতিক্রান্ত দূরত্ব বিপরীত দিকে হলে কাজ ঋণাত্মক হয়।
শক্তি ও শক্তির রূপ
6। শক্তি কাকে বলে?
কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে।
7। শক্তির একক ও মাত্রা কী?
একক জুল (J), মাত্রা ML²T⁻² (কাজের মতোই)।
8। ধনাত্মক কাজ ও ঋণাত্মক কাজের সাথে শক্তির সম্পর্ক কী?
ধনাত্মক কাজ বস্তুতে শক্তি যোগ করে, ঋণাত্মক কাজ বস্তু থেকে শক্তি সরিয়ে নেয়।
9। যান্ত্রিক শক্তি কাকে বলে?
বস্তুর অবস্থান, আকার ও গতির কারণে যে শক্তি পাওয়া যায় তাকে যান্ত্রিক শক্তি বলে।
10। যান্ত্রিক শক্তির দুটি রূপ কী কী?
গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তি (বিভব শক্তি)।
11। শক্তির বিভিন্ন রূপ কী কী?
যান্ত্রিক শক্তি, তাপশক্তি, শব্দশক্তি, আলোকশক্তি, চৌম্বক শক্তি, বিদ্যুৎশক্তি, রাসায়নিক শক্তি, নিউক্লীয় শক্তি ও সৌরশক্তি।
গতিশক্তি ও বিভব শক্তি
12। গতিশক্তির সূত্রটি কী?
T = ½mv², যেখানে m ভর ও v বেগ।
13। গতিশক্তি দ্বিগুণ করতে কত গুণ বেশি শক্তি দিতে হয়?
চার গুণ, কারণ গতিশক্তিতে বেগ বর্গ আকারে থাকে।
14। বিভব শক্তি কাকে বলে?
বস্তুর অবস্থান বা অবস্থার কারণে যে সঞ্চিত শক্তি তৈরি হয়, তাকে বিভব শক্তি বলে।
15। সংকুচিত স্প্রিংয়ে সঞ্চিত শক্তির সূত্রটি কী?
V = ½kx², যেখানে k স্প্রিং ধ্রুবক ও x সংকোচনের পরিমাণ।
16। উচ্চতায় থাকা বস্তুর বিভব শক্তির সূত্রটি কী?
V = mgh, যেখানে m ভর, g মাধ্যাকর্ষণজনিত ত্বরণ, h উচ্চতা।
17। মুক্তভাবে পতনশীল বস্তুর বেগের সূত্র (শক্তির নিত্যতা থেকে) কী?
v² = 2gh।
18। গতিশক্তির সূত্রে বেগের সূচক কত?
২ (বর্গ), অর্থাৎ T=½mv²।
19। সমান ভরের দুটি বস্তুর একটির বেগ অন্যটির দ্বিগুণ হলে গতিশক্তির অনুপাত কত?
১:৪, কারণ গতিশক্তি বেগের বর্গের সমানুপাতিক।
20। স্প্রিং সংকুচিত বা প্রসারিত করলে কোন শক্তি সঞ্চিত হয়?
বিভব শক্তি, V=½kx²।
21। উচ্চতায় থাকা বস্তুর বিভব শক্তি কোন কোন রাশির ওপর নির্ভর করে?
ভর (m), মাধ্যাকর্ষণজনিত ত্বরণ (g) ও উচ্চতা (h) এর ওপর নির্ভর করে।
শক্তির উৎস
22। শক্তির উৎসকে প্রধানত কয় ভাগে ভাগ করা যায়?
দুই ভাগে: অনবায়নযোগ্য ও নবায়নযোগ্য শক্তি।
23। অনবায়নযোগ্য শক্তির উদাহরণ দাও।
তেল, গ্যাস, কয়লা (ফসিল জ্বালানি) ও নিউক্লিয়ার শক্তি (ইউরেনিয়াম)।
24। নবায়নযোগ্য শক্তির উদাহরণ দাও।
জলবিদ্যুৎ, বায়োমাস, সৌরশক্তি, বায়ুশক্তি, বায়োফুয়েল ও ভূতাপীয় (জিওথার্মাল) শক্তি।
25। বর্তমানে পৃথিবীর ব্যবহৃত শক্তির কত ভাগ নবায়নযোগ্য?
প্রায় পাঁচ ভাগের এক ভাগ।
26। বর্তমান হারে ব্যবহার চললে ফসিল জ্বালানি ও ইউরেনিয়াম আর কত বছর চলবে বলে ধারণা করা হয়?
বড়জোর প্রায় দুইশত বছর।
27। নবায়নযোগ্য শক্তির মধ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় কোনটি?
জলবিদ্যুৎ।
28। ভূতাপীয় (জিওথার্মাল) শক্তি কোথা থেকে পাওয়া যায়?
পৃথিবীর ভেতরের উত্তপ্ত অংশ থেকে।
29। বৈশ্বিক উষ্ণতার মূল কারণ কী?
ফসিল জ্বালানি পোড়ানোর ফলে সৃষ্ট কার্বন ডাই-অক্সাইড গ্যাস, যা গ্রিনহাউস গ্যাস হিসেবে তাপ ধরে রাখে।
30। চেরনোবিল ও ফুকুশিমা কীসের উদাহরণ?
নিউক্লিয়ার বিদ্যুৎকেন্দ্রের দুর্ঘটনার উদাহরণ।
31। অনবায়নযোগ্য শক্তির মূল সমস্যা কী?
এই শক্তি ব্যবহার করলে ফুরিয়ে যায় এবং পুনরায় তৈরি হয় না।
32। সোলার প্যানেল কী কাজ করে?
সূর্যের আলোকে সরাসরি বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তর করে।
33। বায়ু বিদ্যুৎ ব্যবহারের একটি সুবিধা কী?
এটি পরিবেশবান্ধব ও কম জায়গা দখল করে, শুধু একটি থাম উপরে ওঠে।
শক্তির নিত্যতা ও রূপান্তর
34। শক্তির নিত্যতার সূত্রটি কী?
শক্তির সৃষ্টি বা ধ্বংস নেই, এটি শুধু এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়।
35। দোদুল্যমান পেন্ডুলামে কোন শক্তির রূপান্তর ঘটে?
বিভব শক্তি ও গতিশক্তির মধ্যে রূপান্তর ঘটে।
36। ব্যাটারি চার্জ করার সময় কোন শক্তির রূপান্তর ঘটে?
তড়িৎ শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
37। $E=mc^2$ সূত্রটি কী নির্দেশ করে?
ভরকে শক্তিতে রূপান্তর করা সম্ভব, যেখানে c আলোর বেগ।
38। ইউরেনিয়াম ২৩৫ এ কয়টি প্রোটন ও নিউট্রন থাকে?
৯২টি প্রোটন ও ১৪৩টি নিউট্রন।
39। চেইন রি-অ্যাকশন (Chain Reaction) কাকে বলে?
একটি নিউক্লিয়ার বিভাজনে উৎপন্ন নিউট্রন অন্য নিউক্লিয়াসকে ভেঙে আরও নিউট্রন ও শক্তি উৎপন্ন করার ধারাবাহিক প্রক্রিয়াকে চেইন রি-অ্যাকশন বলে।
40। নিউক্লিয়ার চুল্লিতে কন্ট্রোল রডের কাজ কী?
বাড়তি নিউট্রন শোষণ করে চেইন বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা।
ক্ষমতা ও কর্মদক্ষতা
41। ক্ষমতা কাকে বলে?
কাজ করার হারকে ক্ষমতা বলে; P = W/t।
42। ক্ষমতার একক ও মাত্রা কী?
একক ওয়াট (W), মাত্রা ML²T⁻³।
43। এক ওয়াট বলতে কী বোঝায়?
প্রতি সেকেন্ডে ১ জুল কাজ হলে তাকে ১ ওয়াট বলে।
44। কর্মদক্ষতা কাকে বলে?
কাজের পরিমাণ ও প্রদত্ত শক্তির অনুপাতকে শতকরা হিসেবে প্রকাশ করা হলে তাকে কর্মদক্ষতা বলে।
45। কর্মদক্ষতার সূত্রটি কী?
কর্মদক্ষতা = (কাজের পরিমাণ / প্রদত্ত শক্তি) × 100%।
46। সমান কাজ কম সময়ে করলে ক্ষমতার কী পরিবর্তন হয়?
ক্ষমতা বেড়ে যায়, কারণ P=W/t, সময় কম হলে ক্ষমতা বেশি হয়।
47। দুটি মোটর সমান কাজ করলেও একটির ক্ষমতা বেশি হতে পারে কেন?
যে মোটরটি কম সময়ে কাজ সম্পন্ন করে তার ক্ষমতা বেশি হয়।
কাজ ও শক্তি
48। বল ও সরণ বিপরীত দিকে হলে কাজের প্রকৃতি কী হয়?
কাজ ঋণাত্মক হয়, যা বস্তু থেকে শক্তি সরিয়ে নেওয়া নির্দেশ করে।
49। দারোয়ানের সারাদিন বসে পাহারা দেওয়াকে কাজ বলা হয় না কেন?
কারণ পদার্থবিজ্ঞানের সংজ্ঞা অনুযায়ী কাজ হতে হলে বল প্রয়োগে বস্তুর সরণ ঘটতে হয়, যা এখানে ঘটছে না।
50। যান্ত্রিক শক্তির উপাদান দুটি কী কী?
গতিশক্তি ও বিভব শক্তি।
শক্তির রূপান্তর
51। জেনারেটরে কোন শক্তি কোন শক্তিতে রূপান্তরিত হয়?
যান্ত্রিক শক্তি বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
52। মোমবাতির আলোতে কোন কোন শক্তির রূপান্তর ঘটে?
রাসায়নিক শক্তি প্রথমে তাপশক্তিতে ও পরে আলোক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
53। সোলার সেলে কোন শক্তি কোন শক্তিতে রূপান্তরিত হয়?
আলোক শক্তি সরাসরি বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি অধ্যায়ের অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর
কাজ ও শক্তি সম্পর্কিত
1। দারোয়ানের সারাদিন বসে থাকাকে পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় কাজ বলা যায় না কেন— ব্যাখ্যা করো।
পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় কাজ হতে হলে বল প্রয়োগ করে বস্তুর সরণ ঘটাতে হয়; দারোয়ান বসে থাকা অবস্থায় কোনো বস্তুর সরণ ঘটাচ্ছেন না, তাই এটি পদার্থবিজ্ঞানের সংজ্ঞা অনুযায়ী কাজ নয়।
2। ঘর্ষণ বল ঋণাত্মক কাজ করে— ব্যাখ্যা করো।
ঘর্ষণ বল সবসময় গতির বিপরীত দিকে কাজ করে, তাই এটি বস্তু থেকে শক্তি সরিয়ে নেয় এবং তাপে রূপান্তরিত করে, যা ঋণাত্মক কাজের উদাহরণ।
3। গতিশক্তি দ্বিগুণ করতে চারগুণ শক্তি প্রয়োজন হয় কেন— ব্যাখ্যা করো।
গতিশক্তির সূত্র T=½mv² এ বেগ বর্গ আকারে থাকে, তাই বেগ দ্বিগুণ করলে গতিশক্তি চারগুণ হয়ে যায়, ফলে একই অনুপাতে বেশি শক্তি প্রয়োজন হয়।
শক্তির উৎস ও নিত্যতা সম্পর্কিত
4। নবায়নযোগ্য শক্তি ব্যবহার বাড়ানো কেন গুরুত্বপূর্ণ— ব্যাখ্যা করো।
ফসিল জ্বালানি সীমিত ও পরিবেশদূষণকারী, বর্তমান হারে ব্যবহার চললে প্রায় দুইশ বছরে ফুরিয়ে যেতে পারে; নবায়নযোগ্য শক্তি ফুরিয়ে যায় না এবং পরিবেশের ক্ষতি কম করে।
5। পেন্ডুলামের দোলনে শক্তির নিত্যতা সূত্র কীভাবে প্রযোজ্য— ব্যাখ্যা করো।
দোলনের সময় বিভব শক্তি ও গতিশক্তি একে অপরে রূপান্তরিত হতে থাকে, কিন্তু মোট শক্তির পরিমাণ (ঘর্ষণ উপেক্ষা করলে) সবসময় ধ্রুব থাকে, যা শক্তির নিত্যতা সূত্রের বাস্তব উদাহরণ।
6। নিউক্লিয়ার বিদ্যুৎকেন্দ্র কার্বন নিঃসরণ না করলেও কেন ঝুঁকিপূর্ণ— ব্যাখ্যা করো।
নিউক্লিয়ার বর্জ্য অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় এবং নিরাপদ মাত্রায় পৌঁছাতে লক্ষ লক্ষ বছর সংরক্ষণ প্রয়োজন হয়, এবং দুর্ঘটনা ঘটলে (যেমন চেরনোবিল বা ফুকুশিমা) মারাত্মক পরিবেশ বিপর্যয় ঘটতে পারে।
ক্ষমতা ও কর্মদক্ষতা সম্পর্কিত
7। কোনো যন্ত্রের কর্মদক্ষতা কখনো ১০০% হয় না কেন— ব্যাখ্যা করো।
শক্তি রূপান্তরের প্রতিটি ধাপে ঘর্ষণ বা অন্যান্য কারণে কিছু শক্তি অনিবার্যভাবে তাপ হিসেবে অপচয় হয়, যা পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক সীমাবদ্ধতা, প্রযুক্তিগত ত্রুটি নয়।
শক্তি রূপান্তর সম্পর্কিত
8। একই শক্তিকে বারবার রূপান্তরের পর ব্যবহারযোগ্য অংশ কমে যায় কেন— ব্যাখ্যা করো।
প্রতিটি রূপান্তর ধাপে কিছু শক্তি অনিবার্যভাবে তাপ হিসেবে অপচয় হয়, তাই পরপর কয়েক ধাপে রূপান্তর করলে সামগ্রিক ব্যবহারযোগ্য শক্তি ক্রমশ কমে যায়।
