সূত্র: Physics 1st Paper কাজ, ক্ষমতা, ও শক্তিPhysics 1st Paperকাজ, ক্ষমতা, ও শক্তিHSC একাডেমিকCB '2025
সমাধানসহ বহুনির্বাচনী প্রশ্ন
স্থিতিস্থাপক বস্তুকে যখন সংকুচিত করা হয় তখন তার মোট সঞ্চিত শক্তির রাশিমালা কোনটি?
✓সঠিক উত্তর: খ. $\frac{1}{2}\frac{YAI^{2}}{L}$Physics 1st Paper · কাজ, ক্ষমতা, ও শক্তি
অপশন
- ক$\frac{1}{2}\frac{YAI^{2}}{L^{2}}$✓ সঠিক উত্তর
- খ$\frac{1}{2}\frac{YAI^{2}}{L}$✓ সঠিক উত্তর
- গ$\frac{1}{2}\frac{YAI}{L^{2}}$✓ সঠিক উত্তর
- ঘ$\frac{1}{2}\frac{YAI}{L}$✓ সঠিক উত্তর
✓
সঠিক উত্তর: খ. $\frac{1}{2}\frac{YAI^{2}}{L}$
ব্যাখ্যা
স্থিতিস্থাপক বস্তুকে সংকুচিত করলে তার মধ্যে যে শক্তি সঞ্চিত হয় তাকে স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি বলে। এটি কৃতকার্যের সমান।
ধরি, বস্তুর দৈর্ঘ্য $L$ , প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল $A$ , এবং ইয়ং-এর গুণাঙ্ক $Y$ । যখন বস্তুটিকে $l$ পরিমাণ সংকুচিত করা হয়, তখন এর উপর প্রযুক্ত বল $F$ হয় $F = \frac{YAl}{L}$ ।
সুতরাং, সংকুচিত করার সময় কৃতকার্য $W$ হল:
$W = \int_{0}^{l} F dl = \int_{0}^{l} \frac{YAl}{L} dl$
$W = \frac{YA}{L} \int_{0}^{l} l dl$
$W = \frac{YA}{L} [\frac{l^2}{2}]_{0}^{l}$
$W = \frac{YA}{L} (\frac{l^2}{2} - 0)$
$W = \frac{1}{2}\frac{YAl^2}{L}$
এখানে $l$ হল সংকুচিত দৈর্ঘ্য, এবং প্রশ্নে সঞ্চিত শক্তির রাশিমালায় $I$ ব্যবহার করা হয়েছে, যা সম্ভবত সংকুচিত দৈর্ঘ্যকেই নির্দেশ করছে। তাই $l$ এর পরিবর্তে $I$ বসালে রাশিমালাটি হয়:
$W = \frac{1}{2}\frac{YAI^2}{L}$
এই সঞ্চিত শক্তি বস্তুর মোট সঞ্চিত শক্তির রাশিমালা।