সৃজনশীলঃ ‘বিদ্যুৎ চমক দেখার…’ যশোর বোর্ড ২০২৩ – তরঙ্গ ও শব্দ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

শীতকাল অপেক্ষা বর্ষাকালে তাপমাত্রা সাধারণত বেশি থাকে। আর তাপমাত্রা বাড়লে $V\propto \sqrt{T}$ সূত্রানুসারে বায়ুতে শব্দের গতিবেগ বেড়ে যায়। তাছাড়া শীতকাল অপেক্ষা বর্ষাকালে বায়ুর আর্দ্রতাও বেশি থাকে। আর্দ্রতা বাড়লেও বায়ুর শব্দের বেগ বেড়ে যায়। ফলে শীতকাল অপেক্ষা বর্ষাকালে বায়ুর শব্দের বেগ বেশি থাকে। একারণে শীতকাল অপেক্ষা বর্ষাকালে শব্দ দ্রুত শোনা যায়।

দেওয়া আছে,

তাপমাত্রা, $T_1=0^{\circ }C=273K$

এবং তাপমাত্রা, $T_2={20}^{\circ }C=20+273=293K$

$0^{\circ }C$ তাপমাত্রায় শব্দের বেগ, $v_1=332{\mathrm{ms}}^{-1}$
${20}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় শব্দের বেগ, $v_2=$ ?

আমরা জানি, $\frac{v_1}{v_2}=\sqrt{\frac{T_1}{T_2}}$

বা, $v_2=v_1\sqrt{\frac{T_2}{T_1}}$

$\begin{array}{cc}& =332\times \sqrt{\frac{293}{273}}\\ & =343.95{\mathrm{ms}}^{-1}\text{ (Ans.) }\end{array}$

‘গ’ হতে পাই, ${20}^{\circ }C$ এ বায়ুতে শব্দের বেগ, $v_1=343.95{\mathrm{ms}}^{-1}$

ধরি, শব্দ উৎপত্তিস্থল থেকে ব্যক্তির দূরত্ব $=d_1$,

মাছের দূরত্ব $=d_2$

এবং পানিতে মাছের অবস্থান $=\mathrm{dm}$ গভীরতায়।

এখানে, শব্দ বায়ুর মাধ্যমে ব্যক্তির
কাছে পৌঁছানোর সময়, $t_1=0.5s$
পানিতে শব্দের দ্রুতি, $v_2=1460{\mathrm{ms}}^{-1}$

এখন,

$\begin{array}{cc}& d_1=v_1{t}_1\\ & =343.95\times 0.5\\ & =171.975m\end{array}$

পরবর্তীতে শব্দটি পানির মাধ্যমে $t_2=4$ সেকেন্ড গিয়ে মাছের কাছে পৌঁছায়।

পানিতে শব্দের অতিক্রান্ত দূরত্ব, $d=v_2{t}_2$

$=1460\times 4$
$=5840m$

∴ শব্দের উৎপত্তিস্থল থেকে মাছের দূরত্ব, $d_2=d_1+d$

$=171.975+5840$
$=6011.975m$

অতএব শব্দের উৎপত্তিস্থল থেকে ব্যক্তির দূরত্ব 171.975m এবং মাছের দূরত্ব 6011.975 m।