সৃজনশীলঃ ‘…’ বরিশাল বোর্ড ২০২৩ – পদার্থের অবস্থা ও চাপ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

পদার্থের আণবিক গতিতত্ত্ব দিয়ে আবদ্ধ জায়গায় গ্যাসের চাপ সৃষ্টি ব্যাখ্যা করা যায়। কোনো গ্যাস অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র অণুর সমন্বয়ে গঠিত। এ অণুগুলো পাত্রের অভ্যন্তরে অতি দ্রুতবেগে বিক্ষিপ্তভাবে ছোটাছুটি করতে থাকে। এর ফলে অণুগুলোর পরস্পরের মধ্যে এবং পাত্রের দেয়ালের সাথে অবিরাম সংঘর্ষ হয়। গ্যাস অণুটি একটি ভরবেগে দেয়ালে আঘাত করে অন্য ভরবেগে ফিরে যায়। ভরবেগের এই পরিবর্তনের ফলে গ্যাস অণু পাত্রের দেয়ালে বল প্রয়োগ করতে থাকে [∵ ভরবেগের পরিবর্তনের হারই হলো প্রযুক্ত বল] এবং এর ফলেই আবদ্ধ জায়গায় গ্যাসের চাপ সৃষ্টি হয়।

দেওয়া আছে,

ঝুলানো ভর, m = 10 kg
অভিকর্ষজ ত্বরণ, $g=9.8{\mathrm{ms}}^{-2}$
বল, $T=\mathrm{mg}=10\times 9.8=98N$
আদিদৈর্ঘ্য, $L_0=3m$
নতুন দৈর্ঘ্য, $L=3.003m$
তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, $A=1{\mathrm{mm}}^2=1\times {10}^{-6}{m}^2$
তারের ইয়াংস মতুলাস Y হলে,

আমরা জানি,

$\frac{T}{A}=Y\left(\frac{L-L_0}{L_0}\right)$
বা, $Y=\frac{T}{A}\times \frac{L_0}{L-L_0}$
$=\frac{98}{1\times {10}^{-6}}\times \frac{3}{3.003-3}$
$=9.8\times {10}^{10}{\mathrm{Nm}}^{-2}\text{ (Ans.) }$

দেওয়া আছে,
তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, $A=1{\mathrm{mm}}^2=1\times {10}^{-6}{m}^2$
তারের আদি দৈর্ঘ্য, $L_0=3m$
তারের ভর, m = 8.1 gm

$=8.1\times {10}^{-3}\mathrm{kg}$

পানির ঘনত্ব, ${\rho }_w=1\mathrm{gm}/\mathrm{cc}$

$={1000}^2{\mathrm{kgm}}^{-3}$

তারের আয়তন v হলে,
আমরা জানি, $v={\mathrm{AL}}_0$

$=1\times {10}^{-6}\times 3$
$=3\times {10}^{-6}$

তারের উপাদানের ঘনত্ব $\rho$ হলে,

$\rho =\frac{m}{v}$
$=\frac{8.1\times {10}^{-3}}{3\times {10}^{-6}}$
$=2700{\mathrm{kgm}}^{-3}$

যেহেতু, তারের উপাদানের ঘনত্ব $2700{\mathrm{kgm}}^{-3}$, যা পানির ঘনত্ব 1000 ${\mathrm{kgm}}^{-3}$ এর চেয়ে বেশি।

সুতরাং তারটি পানিতে ছেড়ে দিলে এটি ডুবে যাবে।