একটি হালকা ও একটি ভারী বস্তুর ভরবেগ একই।
- হালকা বস্তুটির গতিশক্তি বেশি
- ভারী বস্তুটির গতিশক্তি বেশি
- উভয়ের গতিশক্তি সমান
নিচের কোনটি সঠিক?
সঠিক উত্তরঃ
C.
ii ও iii
Another Explanation (5): প্রশ্নের আলোচ্য বিষয় হলো ভরবেগ (momentum) এবং গতিশক্তি (kinetic energy) এর মধ্যে সম্পর্ক। প্রশ্নে বলা হয়েছে, একটি হালকা এবং একটি ভারী বস্তুর ভরবেগ সমান। এখন দেখা যাক এই পরিস্থিতিতে তাদের গতিশক্তির মান কেমন হবে।
প্রথমে, ভরবেগের সূত্র:
ভরবেগ (p) = ভর (m) × গতি (v)
অর্থাৎ, যদি ভরবেগ সমান হয়, তাহলে
- m₁ × v₁ = m₂ × v₂
দ্বিতীয়ত, গতিশক্তির সূত্র:
গতিশক্তি (K) = ½ × m × v2
এখন, প্রশ্নের পরিস্থিতি বুঝতে হবে:
- ধরা যাক, হালকা বস্তুটির ভর m₁ এবং ভারী বস্তুটির ভর m₂, যেখানে m₁ < m₂।
- তাদের ভরবেগ সমান, অর্থাৎ, m₁ × v₁ = m₂ × v₂।
এখন, তাদের গতিশক্তি নির্ণয় করি:
- হালকা বস্তুটির গতিশক্তি: K₁ = ½ × m₁ × v₁2
- ভারী বস্তুটির গতিশক্তি: K₂ = ½ × m₂ × v₂2
ভরবেগের সমীকরণ থেকে, v1 ও v2 এর সম্পর্ক:
v₁ = (m₂ / m₁) × v₂
তাহলে, তাদের গতিশক্তি:
- K₁ = ½ × m₁ × [(m₂ / m₁) × v₂]2 = ½ × m₁ × (m₂2 / m₁2) × v₂2 = ½ × (m₂2 / m₁) × v₂2
- K₂ = ½ × m₂ × v₂2
তাই, তুলনা করলে:
K₁ / K₂ = [(m₂2 / m₁) × v₂2] / [m₂ × v₂2] = (m₂ / m₁)
যেহেতু m₂ > m₁, তাই (m₂ / m₁) > 1। অর্থাৎ,- K₁ > K₂।
উপসংহার:
- হালকা বস্তুটির গতিশক্তি বেশি — ভুল
- ভারী বস্তুটির গতিশক্তি বেশি — সঠিক
- উভয়ের গতিশক্তি সমান — ভুল
সুতরাং, সঠিক উত্তর হলো: ii ও iii।