সৃজনশীলঃ ‘+ 120 C…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৫ – স্থির বিদ্যুৎ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

স্টিলের আলমারি রং করার জন্য স্থির বৈদ্যুতিক রং স্প্রে ব্যবহার করা হয়। এই স্প্রেগুলোতে রঙের খুবই ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা তৈরি করা হয় এবং স্প্রে থেকে বের হওয়ার সময় চার্জযুক্ত হওয়ার কারণে একটি কণা অন্যকে বিক্রর্ষণ করে দড়িয়ে পড়ে এবং সে কারণে একটা বড় জায়গাকে খুবই মসৃণভাবে রং করা সম্ভব হয়। রঙের কণাগুলোকে চার্জ করার জন্য রং স্প্রে করার সুচালো মাথাটি একটা উঁচু পটেনশিয়ালের উৎসের সাথে যুক্ত করে নেওয়া হয়। স্টিলের আলমারিটিকে বিপরীত পটেনশিয়ালে কিংবা ভূমির সাথে সংযুক্ত করে নেওয়া হয়। রঙের ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা চার্জড হওয়ার কারণে স্টিলের আলমারিটির দিকে আকর্ষিত হয় এবং সেখানে খুবই দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত হয়। শুধু তাই নয়, রঙের কণাগুলো বৈদ্যুতিক বলরেখা বরাবর গিয়ে কাঠামোর যে অপ্রকাশ্য স্থান আছে সেখানেও পৌঁছাতে পারে এবং রঙের আস্তরণ তৈরি করতে পারে।

এখানে, ১ম চার্জ, $q_1=120C$

২য় চার্জ, $q_2=-90C$

চার্জ দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব, $d=150\mathrm{cm}=1.5m$

চার্জ দুটির মধ্যবর্তী ক্রিয়াশীল বল, $F=$ ?

আমরা জানি, $F=k\frac{q_1\times q_2}{d^2}=9\times {10}^9\times \frac{120\times (-90)}{(1.5{)}^2}$

$=-4.32\times {10}^{13}N$

এখানে, ঋণাত্মক চিহ্ন আকর্ষণধর্মী বল নির্দেশ করে।

অতএব, চার্জ দুটির মধ্যবর্তী ক্রিয়াশীল বলের মান $4.32\times {10}^{13}N$.

মনে করি, আধানদ্বয়ের সংযোজক রেখা বরাবর আধানদ্বয়ের মধ্যবর্তী অবস্থানের বাইরে - 90 C আধান থেকে x দূরত্বে P বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য শূন্য হবে।

সুতরাং 120 C আধান থেকে P বিন্দুটির দূরত্ব $(1.5+x)m$ এখন, 120 C আধানের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য, $E_1=k\cdot \frac{120}{(1.5+x{)}^2}$

-90 C আধানের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য, $E_2=k\cdot \frac{-90}{x^2}$

প্রশ্নমতে, $E_1+E_2=0$

বা, $k\cdot \frac{120}{(1.5+x{)}^2}-k\cdot \frac{90}{x^2}=0$

বা, $k\cdot \frac{120}{(1.5+x{)}^2}=k\cdot \frac{90}{x^2}$

বা, $\frac{1.5+x}{x}=\sqrt{\frac{120}{90}}$

বা, $\frac{1.5}{x}+1=1.1547$

বা, $\frac{1.5}{x}=0.1547$

$\therefore x=9.7m$

অতএব, আধানদ্বয়ের সংযোজক রেখার বর্ধিতাংশের উপর - 90 C আধান থেকে 9.7 m দূরের অর্থাৎ 120 C আধান থেকে $(9.7+1.5)m$ বা 11.2 m দূরের কোনো বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য শূন্য হবে।