সৃজনশীলঃ ‘দীপ গবেষণাগারে 6m…’ সিলেট বোর্ড ২০১৯ – পদার্থের গাঠনিক ধর্ম, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র (এইচএসসি)

পদার্থের উপাদানসমূহ যে বিশেষ ধরনের আকর্ষণ শক্তি দ্বারা পরস্পরের সাথে যুক্ত থাকে তাকে আন্তঃআণবিক বল বলে। আর অণুগুলো প্রায় 10 m থেকে 10-10m দূরত্বে থেকে পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এই দূরত্বের পরিবর্তন হলে আকর্ষণ বলের মানও পরিবর্তন হবে। দূরত্ব বৃদ্ধি পেলে আন্তঃআণবিক বলের মান কমে। এ কারণেই কঠিন পদার্থের আন্তঃআণবিক বলের মান সবচেয়ে বেশি এবং গ্যাসের সবচেয়ে কম।

এখানে, তারের দৈর্ঘ্য,L=6m

ব্যাসার্ধ,$\begin{array}{cc}& r=\frac{0.6}{2}\mathrm{mm}=0.3\times {10}^{-3}m\\ & =3.1416\times {(0.3\times {10}^{-3})}^2{m}^2\\ & =2.83\times {10}^{-7}{m}^2\end{array}$

ইস্পাতের ইয়ং গুণাঙ্ক, $Y_s=2\times {10}^{11}{\mathrm{Nm}}^{-2}$

দৈর্ঘ্য প্রসারণ, l₁=0.026m

আমরা জানি, স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি,

$\begin{array}{cc}& U=\frac{1}{2}\frac{Y_5{\mathrm{Al}}_1^2}{L}=\frac{1}{2}\times \frac{2\times {10}^{11}\times 2.83\times {10}^{-7}\times {0.026}^2}{6}J\\ & \therefore U=3.19J\end{array}$

অতএব, প্রসারিত অবস্থায় ইস্পাত তারটির মধ্যে স্থিতিস্থাপক বিভবশক্তি 3.19 J ।

সীসার তারের দৈর্ঘ্য, L= 6 m 

সীসার তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = ইস্পাতের তারের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল,

বল$\begin{array}{cc}& =2.83\times {10}^{-7}{m}^2\\ & \text{ বল, }F=\mathrm{mg}=25\times 9.8N=245N\end{array}$

সীসার তারের দৈর্ঘ্য প্রসারণ, $l_2=0.325m$

ইস্পাতের ইয়ং গুণাঙ্ক $Y_s=2\times {10}^{11}{\mathrm{Nm}}^{-2}$

ধরি, সীসার তারের উপাদানের ইয়াং গুণাঙ্ক,

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}& Y_L=\frac{\frac{F}{A}}{\frac{1}{L}}=\frac{\mathrm{FL}}{{\mathrm{Al}}_2}=\frac{245\times 6}{2.83\times {10}^{-7}\times 0.325}{\mathrm{Nm}}^{-2}\\ & \therefore Y_L=1.6\times {10}^{10}{\mathrm{Nm}}^{-2}\end{array}$

দেখা যাচ্ছে, Y_s > Y_L অর্থাৎ ইস্পাতের ইয়ং গুণাঙ্কের মান সীসা অপেক্ষা বেশি। অতএব, উদ্দীপকের ইস্পাতের তারটির ভার নেওয়ার সামর্থ্য বেশি।