তুমি আকাশের দিকে ন্যূনতম কত বেগে একটি প্রস্তুর খন্ড ছুড়ে এটি আর পৃথিবীতে ফিরে আসবেনা
CUETপদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্রমহাকর্ষ ও অভিকর্ষমুক্তিবেগ (Topic Practice)CUET - ⚡ অনলাইন প্রশ্নব্যাংক দেখুন 💥
সঠিক উত্তরঃ
C.
6.95 মাইল/সেকেন্ড
Explanation:

Another Explanation (5):
আকাশের দিকে একটি প্রস্তরখণ্ডকে ন্যূনতম যে বেগে ছুড়লে সেটি আর পৃথিবীতে ফিরে আসবে না, তা হলো মুক্তি বেগ (Escape velocity)। পৃথিবীর মুক্তি বেগ প্রায় 11.2 কিমি/সেকেন্ড বা 6.95 মাইল/সেকেন্ড।🚀
এই বেগটিকে গাণিতিকভাবে নির্ণয় করা যায়। নিচে এর ব্যাখ্যা দেওয়া হলো:
ধরি,
* পৃথিবীর ভর \( M \) 🌍
* পৃথিবীর ব্যাসার্ধ \( R \) 📏
* প্রস্তরখণ্ডের ভর \( m \) 🧱
* মুক্তি বেগ \( v_e \) 💨
প্রস্তরখণ্ডকে মুক্তি দেওয়ার জন্য, এটিকে পৃথিবীর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র থেকে অসীম দূরত্বে যেতে হবে। এর জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম গতিশক্তি (Kinetic Energy) এবং মহাকর্ষীয় বিভব শক্তি (Gravitational Potential Energy) সমান হতে হবে। 🤔
গতিশক্তি:
\[ KE = \frac{1}{2} m v_e^2 \]
মহা??র্ষীয় বিভব শক্তি:
\[ PE = - \frac{GMm}{R} \]
যেখানে \( G \) হলো মহাকর্ষীয় ধ্রুবক (Gravitational Constant)। 🌌
মুক্তি পাওয়ার শর্তানুসারে,
\[ KE + PE = 0 \]
\[ \frac{1}{2} m v_e^2 - \frac{GMm}{R} = 0 \]
এখন, \( v_e \) এর মান বের করতে হবে:
\[ \frac{1}{2} m v_e^2 = \frac{GMm}{R} \]
\[ v_e^2 = \frac{2GM}{R} \]
\[ v_e = \sqrt{\frac{2GM}{R}} \]
পৃথিবীর ক্ষেত্রে:
* \( G = 6.674 \times 10^{-11} \, \text{N m}^2 \text{kg}^{-2} \)
* \( M = 5.972 \times 10^{24} \, \text{kg} \)
* \( R = 6.371 \times 10^6 \, \text{m} \)
সুতরাং,
\[ v_e = \sqrt{\frac{2 \times 6.674 \times 10^{-11} \times 5.972 \times 10^{24}}{6.371 \times 10^6}} \]
\[ v_e \approx 11186 \, \text{m/s} \]
\[ v_e \approx 11.2 \, \text{km/s} \]
\[ v_e \approx 6.95 \, \text{miles/second} \]
সুতরাং, পাথরটিকে প্রায় 6.95 মাইল/সেকেন্ড বেগে উপরের দিকে ছুড়লে এটি আর পৃথিবীতে ফিরে আসবে না। ✅