m ভরের একটি বস্তু h উচ্চতা থেকে ভূমিতে পড়ল। ভূমি থেকে কত উচ্চতায় গতিশক্তি বিভবশক্তির তিনগুণ হবে?
সঠিক উত্তরঃ
D.
h/4
Another Explanation (5):
ধরা যাক, মূল উচ্চতা \(h\)। বস্তুটি ভূমিতে পড়ার সময় এর সম্পূর্ণ গতিশক্তি (Kinetic Energy) এবং বিভবশক্তি (Potential Energy) হবে।
ভূমি থেকে উচ্চতা \(x\) এ পৌঁছালে, বিভবশক্তি হবে:
U = m g x
এবং গতিশক্তি হবে:
K = \frac{1}{2} m v^2
প্রাকৃতিতে, শক্তির রূপান্তর অনুযায়ী:
m g (h - x) = \frac{1}{2} m v^2
অর্থাৎ,
\frac{1}{2} m v^2 = m g (h - x)
এখানে, বিভবশক্তি যখন:
U = m g x
এবং, গতিশক্তি:
K = m g (h - x)
প্রশ্নে বলা হয়েছে, গতিশক্তি বিভবশক্তির তিনগুণ হবে। অর্থাৎ:
K = 3 U
অর্থাৎ:
m g (h - x) = 3 m g x
h - x = 3 x
h = 4 x
অর্থাৎ, উচ্চতা \(x\) হবে:
x = \frac{h}{4}
অতএব, ভূমি থেকে কত উচ্চতায় গতিশক্তি বিভবশক্তির তিনগুণ হবে, সেটি হলো:
\boxed{\frac{h}{4}}