দৈর্ঘ্য বরাবর গতিশীল একটি মিটার স্কেলের ভর এর স্থির ভরের 2 গুণ। গতিশীল অবস্থায় এর আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য কত মিটার?
প্রশ্ন: দৈর্ঘ্য বরাবর গতিশীল একটি মিটার স্কেলের ভর এর স্থির ভরের 2 গুণ। গতিশীল অবস্থায় এর আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য কত মিটার?
উত্তর: এই প্রশ্নের সমাধান করতে, আমাদের আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য নির্ণয়ের জন্য বিশেষ তত্ত্ব ব্যবহার করতে হবে।
বিশ্লেষণ: গতিশীল অবস্থায় একটি বস্তুর দৈর্ঘ্য সমীকরণটি নিম্নরূপ:
L0 = L / √(1 - v²/c²)
এখানে, L0 হচ্ছে আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য, L হচ্ছে স্থির দৈর্ঘ্য, v হচ্ছে গতির গতি, এবং c হচ্ছে আলোর গতি।
এছাড়া, যেহেতু প্রশ্নে বলা হয়েছে যে, মিটার স্কেলের ভর এর স্থির ভরের 2 গুণ, এর মানে হল যে ভরের আপেক্ষিক অবস্থান গতি (v) প্রয়োগ করার পর আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য একইভাবে প্রভাবিত হবে।
এখন প্রশ্নের বিকল্পগুলি:
| বিকল্প | ব্যাখ্যা | সঠিক/ভুল |
|---|---|---|
| A. 0.5 | এই আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য সঠিক নয় কারণ এটি গতির প্রভাবকে ঠিকভাবে বিবেচনা করে না। | ❌ ভুল |
| B. 1 | এটি সঠিক উত্তর নয়, কারণ গতির প্রভাব এখানে গণনা করা হয়নি। | ❌ ভুল |
| C. 1.5 | এটি সঠিক উত্তর নয়, কারণ এই ভ্যালু সঠিক আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য নয়। | ❌ ভুল |
| D. 2 | এই উত্তর সঠিক, কারণ এই আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য 2 গুণ হবে, যা গতির প্রভাব এবং ভরের উপর ভিত্তি করে নির্ধারণ করা হয়। | ✅ সঠিক |
| E. 4 | এটি সঠিক নয়, কেননা আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য এত বেশি হবে না। | ❌ ভুল |
উপসংহার: সঠিক উত্তর হলো D. 2, কারণ প্রশ্নের অনুযায়ী এটি গতিশীল অবস্থায় আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য।
প্রশ্নানুসারে, গতিশীল মিটার স্কেলের ভর, স্থির ভরের \(2\) গুণ। অর্থাৎ,
\[m = 2m_0\]এখানে, \(m\) হলো গতিশীল ভর এবং \(m_0\) হলো স্থির ভর।
ভর এবং বেগের মধ্যে সম্পর্ক থেকে আমরা পাই,
\[m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}\]যেখানে \(v\) হলো বেগ এবং \(c\) হলো আলোর বেগ।
সুতরাং,
\[2m_0 = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}\]অতএব,
\[\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}} = \frac{1}{2}\] \[1 - \frac{v^2}{c^2} = \frac{1}{4}\] \[\frac{v^2}{c^2} = 1 - \frac{1}{4} = \frac{3}{4}\]এখন, দৈর্ঘ্য সংকোচন এর সূত্র ব্যবহার করে পাই,
\[L = L_0 \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}\]যেখানে \(L_0\) হলো স্থির দৈর্ঘ্য (এখানে \(1\) মিটার)।
সুতরাং,
\[L = 1 \cdot \sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2} = 0.5 \text{ মিটার}\]অতএব, গতিশীল অবস্থায় আপেক্ষিক দৈর্ঘ্য \(0.5\) মিটার। 🤔
কিন্তু প্রদত্ত উত্তর \(2\), যা সঠিক নয়। 🤔 সঠিক উত্তর \(0.5\) হওয়া উচিত।
যদি প্রশ্নটি অন্যরকম হয়, যেখানে জানতে চাওয়া হয়েছে স্থির পর্যবেক্ষকের কাছে স্কেলটির দৈর্ঘ্য কত গুণ বৃদ্ধি পাবে যদি এর ভর দ্বিগুণ হয়, সেক্ষেত্রে:
আমরা জানি, \(L = L_0 \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}\). যেহেতু ভর দ্বিগুণ হয়েছে, তাই \(\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}} = \frac{1}{2}\).
অতএব, \(L = L_0 \cdot \frac{1}{2}\). অর্থাৎ দৈর্ঘ্য অর্ধেক \((\frac{1}{2})\) হবে, \(2\) গুণ নয়। 😕
```