2.0x10-10 m দূরত্বে অবস্থিত দুটি ইলেকট্রনের মধ্যে মহাকর্ষ বল এবং তড়িৎ বল উভয়ই ক্রিয়া করে। অভিকর্ষ বলের মান তড়িৎ বলের চেয়ে কতগুণ কম বা বেশি শক্তিশালী?
প্রশ্ন: 2.0x10-10 মিটার দূরত্বে অবস্থিত দুটি ইলেকট্রনের মধ্যে মহাকর্ষ বল এবং তড়িৎ বল উভয়ই ক্রিয়া করে। অভিকর্ষ বলের মান তড়িৎ বলের চেয়ে কতগুণ কম বা বেশি শক্তিশালী?
উত্তর: সঠিক উত???তর হলো 10-42 গুণ কম।
ব্যাখ্যা:
আমরা জানি, তড়িৎ বল এবং মহাকর্ষ বল উভয়ই দুটি কণা বা বস্তু একে অপরের প্রতি ক্রিয়া করে, তবে এই দুটি বলের মধ্যে শক্তির পার্থক্য অনেক বেশি।
মহাকর্ষ বল (Gravitational Force):
মহাকর্ষ বলের সূত্র হলো,
Fg = (G × m1 × m2) / r2
এখানে, G হলো মহাকর্ষিক ধ্রুবক, m1 এবং m2 হলো দুটি কণার ভর, এবং r হলো তাদের মধ্যে দূরত্ব।
তড়িৎ বল (Electrostatic Force):
তড়িৎ বলের সূত্র হলো,
Fe = (k × q1 × q2) / r2
এখানে, k হলো কুলম্ব ধ্রুবক, q1 এবং q2 হলো দুটি কণার আধান, এবং r হলো তাদের মধ্যে দূরত্ব।
মহাকর্ষ বল ও তড়িৎ বলের তুলনা:
এখন, দুটি কণার ভর এবং আধানের মান দিয়ে এবং মহাকর্ষিক ধ্রুবক G এবং কুলম্ব ধ্রুবক k এর সম্পর্ক জানলে আমরা এদের মধ্যে শক্তির অনুপাত বের করতে পারি।
নির্দিষ্ট হিসাব:
গণনার মাধ্যমে দেখা যায়, মহাকর্ষ বলের মান তড়িৎ বলের চেয়ে প্রায় 10-42 গুণ কম শক্তিশালী।
সারণি:
| বিকল্প | উত্তর |
|---|---|
| A | 1042 গুণ কম |
| B | 10-42 গুণ কম (সঠিক) |
| C | 1042 গুণ বেশি |
| D | 10-42 গুণ বেশি |
| E | 1011 গুণ বেশি |
2.0x10-10 m দূরত্বে অবস্থিত দুটি ইলেকট্রনের মধ্যে মহাকর্ষ বল এবং তড়িৎ বল উভয়ই ক্রিয়া করে। অভিকর্ষ বলের মান তড়িৎ বলের চেয়ে কতগুণ কম বা বেশি শক্তিশালী?
- 1042 গুণ কম (Incorrect)
- 10-42 গুণ কম (Correct)
- 1042 গুণ বেশি (Incorrect)
- 10-42 গুণ বেশি (Incorrect)
- 1011 গুণ বেশি (Incorrect)
ব্যাখ্যা:
দুটি ইলেকট্রনের মধ্যে ক্রিয়াশীল মহাকর্ষ বল (Fg) এবং তড়িৎ বল (Fe) এর তুলনা করতে হবে।
প্রয়োজনীয় ধ্রুবক:
- মহাকর্ষ ধ্রুবক (G) = 6.674 × 10-11 N m²/kg²
- ইলেকট্রনের ভর (me) = 9.109 × 10-31 kg
- কুলম্বের ধ্রুবক (k) = 8.987 × 109 N m²/C²
- ইলেকট্রনের চার্জ (e) = 1.602 × 10-19 C
- দূরত্ব (r) = 2.0 × 10-10 m
মহাকর্ষ বল (Fg) নির্ণয়:
Fg = G × (me × me) / r²
Fg = (6.674 × 10-11) × (9.109 × 10-31)² / (2.0 × 10-10)²
Fg = (6.674 × 10-11) × (82.97 × 10-62) / (4.0 × 10-20)
Fg = (553.7 × 10-73) / (4.0 × 10-20)
Fg = 138.4 × 10-53 N
Fg = 1.384 × 10-51 N
তড়িৎ বল (Fe) নির্ণয়:
Fe = k × (e × e) / r²
Fe = (8.987 × 109) × (1.602 × 10-19)² / (2.0 × 10-10)²
Fe = (8.987 × 109) × (2.566 × 10-38) / (4.0 × 10-20)
Fe = (23.06 × 10-29) / (4.0 × 10-20)
Fe = 5.765 × 10-9 N
বলের অনুপাত নির্ণয়:
Fg / Fe = (1.384 × 10-51) / (5.765 × 10-9)
Fg / Fe = 0.24 × 10-42
Fg / Fe ≈ 2.4 × 10-43
অতএব, মহাকর্ষ বল তড়িৎ বলের চেয়ে প্রায় 10-42 গুণ কম শক্তিশালী।
সঠিক উত্তর: B. 10-42 গুণ কম
দুটি ইলেকট্রনের মধ্যে মহাকর্ষ ও তড়িৎ বলের তুলনা
ধরি, দুটি ইলেকট্রনের চার্জ \(q_1 = q_2 = e = 1.602 \times 10^{-19}\) কুলম্ব এবং ভর \(m_1 = m_2 = m_e = 9.11 \times 10^{-31}\) কেজি। তাদের মধ্যবর্তী দূরত্ব \(r = 2.0 \times 10^{-10}\) মিটার।
মহাকর্ষ বল
মহাকর্ষ বল \(F_g = G \frac{m_1 m_2}{r^2}\), যেখানে \(G = 6.674 \times 10^{-11} Nm^2/kg^2\) মহাকর্ষীয় ধ্রুবক।
সুতরাং, \(F_g = 6.674 \times 10^{-11} \frac{(9.11 \times 10^{-31})^2}{(2.0 \times 10^{-10})^2} \approx 1.51 \times 10^{-51}\) নিউটন। 🌍
তড়িৎ বল
তড়িৎ বল \(F_e = k \frac{q_1 q_2}{r^2}\), যেখানে \(k = 8.9875 \times 10^9 Nm^2/C^2\) কুলম্বের ধ্রুবক।
সুতরাং, \(F_e = 8.9875 \times 10^9 \frac{(1.602 \times 10^{-19})^2}{(2.0 \times 10^{-10})^2} \approx 5.77 \times 10^{-9}\) নিউটন। ⚡
বলের অনুপাত
মহাকর্ষ বল ও তড়িৎ বলের অনুপাত: \(\frac{F_g}{F_e} = \frac{1.51 \times 10^{-51}}{5.77 \times 10^{-9}} \approx 2.62 \times 10^{-43}\).
ফলাফল
মহাকর্ষ বল তড়িৎ বলের তুলনায় প্রায় \(10^{-42}\) গুণ কম শক্তিশালী। 📉 সুতরাং, উত্তরটি সঠিক। 🎉
```