সৃজনশীলঃ ‘দৃশ্যকল্প-১: জনি 0.5…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০২৩ – কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

নিউক্লিয়ার বিক্রিয়ায় $E={\mathrm{mc}}^2$ সূত্রের মাধ্যমে ভরকে শক্তিতে রূপান্তরিত করা হয়। এই বিক্রিয়ায় ${}^{235}U$ নিউক্লিয়াসকে 1 টি নিউট্রন দ্বারা আঘাত করা হয়। ফলে U235 পুরোপুরি অস্থিতিশীল হয়ে যায় এবং ${\mathrm{kr}}^{92},{\mathrm{Ba}}^{141}2$ টি ছোট নিউক্লিয়াসে ভাগ হয়ে যায় ও আরো 3টা নিউট্রন বের হয়ে আসে। যার বিক্রিয়াটি হলো :

${}_0^{1}n+{}_{92}^{235}U⟶{}_{36}^{92}\mathrm{Kr}+{}_{56}^{141}\mathrm{Ba}+3{}_0^{1}n$

উৎপন্ন 3টি নিউট্রন আবার অন্য নিউক্লিয়াসকে ভেঙে দেয় এবং এভাবে বিক্রিয়া চলতেই থাকে। এজন্য একে চেইন রি-অ্যাকশন বলে। এই নিউক্লিয়ার চেইন রি-অ্যাকশন একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া। অর্থাৎ নিজে নিজেই চলতে থাকে ও তাপ, চাপ দ্বারা প্রভাবিত করা যায় না।

বস্তুটি নিক্ষেপের পর তা ভূমিতে ফিরে আসতে যে সময় লাগে তা বস্তুটির বিচরণকাল।

এখানে,
নিক্ষেপণের বেগ, $u=10{\mathrm{ms}}^{-1}$
অভিকর্ষজ ত্বরণ, g = 9.8 ms²

বিচরণকাল T হলে,

$\begin{array}{cc}T& =\frac{2u}{g}\\ & =\frac{2\times 10}{9.8}\\ & =2.04s\end{array}$

∴ বস্তুটি নিক্ষেপের 2.04 s পর ভূমিতে ফিরে আসে। (Ans.)

এখানে,
ঢিলের ভর, m=0.5 kg
উচ্চতা, h = 15m

ঢিলটি মাটিতে পড়তে অভিকর্ষ বল দ্বারা কৃতকাজ,

$W_1=$ ঢিলের বিভব শক্তি

$\begin{array}{cc}& =\mathrm{mgh}\\ & =0.5\times 9.8\times 15\\ & =73.5J\end{array}$

ঢিলটি মাটিতে পড়ার পর জহির ঐ ঢিলটিকে u বেগে জনির কাছে ছুড়ে মারলে,

এখানে,
জনির কাছে পৌঁছানোর পর
ঢিলটির বেগ শূন্য হওয়ায় v=0.
উচ্চতা, h=15m

$v^2=u^2-2gh$

বা, $(0{)}^2=u^2-2\times 9.8\times 15$

$\begin{array}{cc}& \therefore u^2=294\\ & \therefore u=\sqrt{294}=17.146{\mathrm{ms}}^{-1}\end{array}$

ঢিলটি জনির কাছে ছুড়ে মারতে জহিরের দ্বারা কৃতকাজ,

$W_2=$ ঢিলের গতিশক্তি

$\begin{array}{cc}& =\frac{1}{2}\times {\mathrm{mu}}^2\\ & =\frac{1}{2}\times 0.5\times (17.147{)}^2\\ & =73.5J\end{array}$

অর্থাৎ, $W_1=W_2$

অতএব, ঢিলটি মাটিতে পড়তে অভিকর্ষ বল দ্বারা কৃতকাজ ও ঢিলটি জনির কাছে পাঠাতে জহিরের দ্বারা কৃতকাজ এর মান সমান।