পরীক্ষাঙ্গন লোগো পরীক্ষাঙ্গন ফ্রি শুরু করো
সূত্র: Physics 1st Paper নিউটনিয়ান বলবিদ্যাPhysics 1st Paperনিউটনিয়ান বলবিদ্যাHSC একাডেমিকMSB '2025

সমাধানসহ বহুনির্বাচনী প্রশ্ন

10,000 kg ভরের একটি রেলগাড়ি 600m ব্যাসার্ধবিশিষ্ট একটি বৃত্তাকার পথে$ 90kmh-1& বেগে গতিশীল। রেললাইনের পাত দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব যদি 2m হয় তবে বাইরের পাতটি ভিতরের পাত অপেক্ষা কত উঁচু হলে এদের মধ্যে কোনো পার্শ্বচাপ বাড়বে না?

✓সঠিক উত্তর: ক. 0.21 mPhysics 1st Paper · নিউটনিয়ান বলবিদ্যা

অপশন

  1. ক0.21 m✓ সঠিক উত্তর
  2. খ18.87 m✓ সঠিক উত্তর
  3. গ18.97 m✓ সঠিক উত্তর
  4. ঘ21 m✓ সঠিক উত্তর
✓
সঠিক উত্তর: ক. 0.21 m

ব্যাখ্যা

রেলগাড়ির কেন্দ্রমুখী বল $F_c = \frac{mv^2}{r}$ । এই বল সরবরাহ করে রেললাইনের ভিতরের ও বাইরের পাতের লম্ব প্রতিক্রিয়া বলের আনুভূমিক উপাংশ। যখন বাইরের পাত ভিতরের পাতের চেয়ে কিছুটা উঁচু থাকে, তখন অভিকর্ষ বল এবং লম্ব প্রতিক্রিয়া বলের একটি উপাংশ কেন্দ্রমুখী বল সরবরাহ করে। ধরি, রেললাইনের পাতের মধ্যবর্তী দূরত্ব $d = 2m$ এবং বাইরের পাত ভিতরের পাতের চেয়ে $h$ পরিমাণ উঁচু। রেলগাড়ির বেগ $v = 90 km/h = 90 \times \frac{5}{18} = 25 m/s$ এবং বৃত্তাকার পথের ব্যাসার্ধ $r = 600m$ । যখন কোনো পার্শ্বচাপ থাকে না, তখন বলগুলির একটি নির্দিষ্ট ভারসাম্য বজায় থাকে। উল্লম্বের সাথে লম্ব প্রতিক্রিয়া বলের কোণ $\theta$ হলে, $\tan \theta = \frac{v^2}{rg}$ । যেহেতু $h$ পাত দুটির মধ্যবর্তী দূরত্বের (2m) তুলনায় খুব কম, তাই $\tan \theta \approx \sin \theta \approx \frac{h}{d}$ ধরা যায়। সুতরাং, $\frac{h}{d} = \frac{v^2}{rg}$ $h = \frac{v^2 d}{rg}$ এখানে $g \approx 9.8 m/s^2$ । মান বসিয়ে পাই, $h = \frac{(25 m/s)^2 \times 2m}{600m \times 9.8 m/s^2}$ $h = \frac{625 \times 2}{600 \times 9.8}$ $h = \frac{1250}{5880}$ $h \approx 0.2125 m$ অতএব, বাইরের পাতটি ভিতরের পাত অপেক্ষা প্রায় 0.21m উঁচু হলে এদের মধ্যে কোনো পার্শ্বচাপ বাড়বে না।