সৃজনশীলঃ ‘রাফিয়া 15 cm…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৪ – তরঙ্গ ও শব্দ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

ট্রাকের উচ্চ হর্ণ যখন মানুষের সহনশীলতার মাত্রা ছাড়িয়ে যায় তখন স্বাস্থ্যের ক্ষতি সাধন করে। মানসিক উত্তেজনা বাড়ায় ও মেজাজ খিটখিটে করে। উচ্চ হর্ণের কারণে বমি বমি ভাব, ক্ষুধা মন্দা, রক্তচাপ বৃদ্ধি, হৃদপিণ্ড ও মস্তিষ্কের জটিল রোগ, অনিদ্রাজনিত অসুস্থতা, ক্লান্তি ও অবসাদ হয়ে পড়া, কর্মদক্ষতা হ্রাস, স্মৃতি শক্তি হ্রাস, মাথা ঘোরা প্রভৃতি সমস্যা দেখা দিতে পারে। এছাড়া মানুষের শ্রবণশক্তি নষ্ট হতে পারে।

উদ্দীপক হতে, স্বাভাবিক তাপমাত্রা, $T_0=0^{\circ }C=273K$
বায়ুর তাপমাত্রা, $T={30}^{\circ }C=(30+273)K=303K$
$0^{\circ }C$ তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের বেগ, $v_0=330m{3}^{-1}$
${30}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের বেগ, $v=$ ?
শব্দের তরঙ্গদৈর্ঘ্য, $\lambda =15\mathrm{cm}=0.15m$
শব্দের কম্পাঙ্ক, $f=$ ?
আমরা জানি, $\frac{v}{v_0}=\sqrt{\frac{T}{T_0}}$
বা, $v=\sqrt{\frac{T}{T_0}}\times v_0=\sqrt{\frac{303K}{273K}}\times 330m{s}^{-1}$
বা, $v=347.66m{s}^{-1}$
আবার, $v=f\lambda$
বা, $f=\frac{v}{\lambda }=\frac{347.66}{0.15}\mathrm{Hz}=2317.73\mathrm{Hz}$
সুতরাং, তরঙ্গটির কম্পাঙ্ক 2317.73 Hz .

‘গ’ হতে পাই,
বায়ুতে শব্দের বেগ, v = $347.66m{s}^{-1}$
প্রতিধ্বনি শোনার সময়, $t=0.5s$
রাফিয়ার বেগ, $v_R=10m{s}^{-1}$
উৎস থেকে প্রতিফলকের বিপরীতে রাফিয়ার অতিক্রান্ত দূরত্ব,

$x=v_{R}t=10\times 0.5m=5m$

ধরি, প্রতিফলক থেকে রাফিয়ার প্রাথমিক অবস্থানের দূরত্ব s

আমরা জানি,

$2s+x=vt$

বা, $2s=347.66\times 0.5m-5m$
বা, $s=\frac{168.83}{2}m=84.415m$

সুতরাং প্রতিফলক থেকে রাফিয়ার দূরত্ব, s = 84.415 m ধরি, শব্দ করে প্রতিফলকের দিকে দৌড়ানোর $t_1$ s পর রাফিয়া B অবস্থানে শব্দ শুনতে পারবে।

এখন, $2s-x_1={\mathrm{vt}}_1$
বা, $2\times 84.415-v_R{t}_1=347.66t_1$
বা, $168.83-10t_1=347.66t_1$
বা, $357.66t_1=168.83s$

$\therefore t_1=0.472s$

আমরা জানি, শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল, $t^{\prime }=0.1s$
এখানে, $t_l>t^{\prime }$ অর্থাৎ, প্রতিধ্বনি শোনা যাবে ${}_1$ m
সুতরাং, রাফিয়া $10m{s}^{-1}$ বেগে প্রতিফলকের দিকে দৌড়ালে 0.472 s পর প্রতিধ্বনি শুনতে পাবে।