সৃজনশীলঃ ‘4 kg ভরের…’ সিলেট বোর্ড ২০১৯ – কাজ শক্তি ক্ষমতা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র (এইচএসসি)

$-273°C$ তাপমাত্রায় পরম তাপমাত্রা হয় $(-273°C+273°C)=0K$। যেখানে আয়তন শূন্য হয়। এ তাপমাত্রার নিচে গ্যাসের আয়তনের মান ঋণাত্মক হয়, যা বাস্তবে অসম্ভব। তাই $–273°C$ তথা পরমশূন্য তাপমাত্রা এর নিচে গ্যাসের তাপমাত্রা থাকতে পারে না।

এখানে, ভর, $m=4\mathrm{kg}$

পাথর খণ্ডের উচ্চতা, $h=5m$

অভিকর্ষজ ত্বরণ, $g=9.8m{s}^{-2}$

মাটির গড় প্রতিরোধ বল, $F=?$

লোহার রডটির মাটির মধ্যে সরণ, $s=10\mathrm{cm}=0.1m$

উদ্দীপক অনুসারে,

$\mathrm{Fs}=\mathrm{mgh}$

বা, $F=\frac{\mathrm{mgh}}{s}=\frac{4\times 9.8\times 5}{0.1}N=1960N$

অতএব, মাটির গড় প্রতিরোধ বল $1960N$।

কাজ শক্তি উপপাদ্যটি হলোঃ কোনো বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বল দ্বারা কৃতকাজ বস্তুটির গতিশক্তির পরিবর্তনের সমান।

বস্তুটি যখন সর্বোচ্চ উচ্চতা হতে মাটি পর্যন্ত নেমে আসে,

তখন অভিকর্ষ বল দ্বারা কৃতকাজ ,

$\begin{array}{cc}& =\mathrm{mg}\times h\\ & =4\mathrm{kg}\times 9.8{\mathrm{ms}}^{-2}\times 5m\\ & =196J\end{array}$

মাটিতে আঘাত করার মুহূর্তে বস্তুটির গতিশক্তি , 

$\begin{array}{cc}& =\frac{1}{2}{\mathrm{mv}}^2\\ & =\frac{1}{2}\times 4\mathrm{kg}\times {\left(9.9{\mathrm{ms}}^{-1}\right)}^2\\ & =196J\end{array}$

সর্বোচ্চ বিন্দুতে বস্তুর গতিশক্তি $=0$;

সুতরাং ভূমি পর্যন্ত নেমে আসতে বস্তুর গতিশক্তির পরিবর্তন $=196-0=196J$

সুতরাং অভিকর্ষ বল দ্বারা কৃতকাজ = বস্তুর গতিশক্তির পরিবর্তন

মাটিতে প্রবেশের ক্ষেত্রে,

বাধাদানকারী বলের বিরুদ্ধে কৃতকাজ $=Fs$

$\begin{array}{cc}& =1960.2N\times 0.1m\\ & =196J\end{array}$

মাটিতে প্রবেশের শুরুতে বস্তুটির গতিশক্তি $=196J$ এবং থেমে যাবার পর বস্তুটির গতিশক্তি $OJ$

সুতরাং গতিশক্তির পরিবর্তন $=196-0=196J$

মাটির অভ্যন্তরে, বাধাদানকারী বলের বিরুদ্ধে কৃতকাজ $=$ বস্তুর গতিশক্তির পরিবর্তন।

সুতরাং উদ্দীপকের ঘটনাটি কাজ-শক্তি উপপাদ্যকে সমর্থন করে।