একটি বস্তু t sec সময়ে 6t3-6t2-48t2 দূরত্ব অতিক্রম করলে কত সময় পরে বস্তুটি থেমে যাবে?

একটি বস্তু t সেকেন্ড সময়ে 6t³ - 6t² - 48t দূরত্ব অতিক্রম করলে কত সময় পরে বস্তুটি থেমে যাবে?
- 1 সেকেন্ড (Incorrect)
- 2 সেকেন্ড (Correct)
- 3 সেকেন্ড (Incorrect)
- 4 সেকেন্ড (Incorrect)
বস্তুর গতি এবং বেগ
বস্তুর থেমে যাওয়ার অর্থ হলো তার বেগ শূন্য হওয়া। বেগ হলো সময়ের সাথে বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তনের হার। যদি কোনো বস্তু s দূরত্ব অতিক্রম করে t সময়ে, তবে তার বেগ (v) নির্ণয় করা যায় দূরত্বের সময়ের সাপেক্ষে অন্তরকলজ (derivative) নিয়ে।
v = ds/dt
প্রদত্ত দূরত্ব
প্রশ্নানুসারে, বস্তুটি t সময়ে যে দূরত্ব অতিক্রম করে, তা হলো:
s = 6t³ - 6t² - 48t
বেগ নির্ণয়
এখন আমরা বেগের সমীকরণ বের করার জন্য দূরত্বের সমীকরণকে সময়ের সাপেক্ষে অন্তরকলজ করব:
v = d/dt (6t³ - 6t² - 48t)
v = 18t² - 12t - 48
থামে যাওয়ার শর্ত
বস্তুটি থেমে যাবে যখন তার বেগ শূন্য হবে। সুতরাং, আমরা v = 0 ধরে t এর মান নির্ণয় করব:
18t² - 12t - 48 = 0
সমীকরণ সমাধান
আমরা এই দ্বিঘাত সমীকরণটি সমাধান করে t এর মান বের করতে পারি। প্রথমে, সমীকরণটিকে 6 দিয়ে ভাগ করে ছোট করা যাক:
3t² - 2t - 8 = 0
এখন আমরা দ্বিঘাত সমীকরণ সমাধানের সূত্র ব্যবহার করব:
t = [-b ± √(b² - 4ac)] / (2a)
এখানে, a = 3, b = -2, c = -8। মানগুলো সূত্রে বসানো যাক:
t = [ -(-2) ± √((-2)² - 4 × 3 × (-8)) ] / (2 × 3)
t = [ 2 ± √(4 + 96) ] / 6
t = [ 2 ± √100 ] / 6
t = [ 2 ± 10 ] / 6
আমরা দুটি মান পাই:
t₁ = (2 + 10) / 6 = 12 / 6 = 2 সেকেন্ড
t₂ = (2 - 10) / 6 = -8 / 6 = -4/3 সেকেন্ড
সময় ঋণাত্মক হতে পারে না, তাই আমরা ধনাত্মক মানটি গ্রহণ করব।
t = 2 সেকেন্ড
ফলাফল
সুতরাং, বস্তুটি 2 সেকেন্ড পরে থেমে যাবে।
বিকল্পগুলোর বিশ্লেষণ
এখন আমরা বিকল্পগুলো বিশ্লেষণ করে দেখব কোনটি সঠিক:
- 1 সেকেন্ড (Incorrect)
- 2 সেকেন্ড (Correct)
- 3 সেকেন্ড (Incorrect)
- 4 সেকেন্ড (Incorrect)
সিদ্ধান্ত
উপরের হিসাব থেকে দেখা যাচ্ছে যে, বস্তুটি 2 সেকেন্ড পরে থেমে যাবে।
টেবিলের মাধ্যমে উপস্থাপন
বিষয়টি আরও সহজে বোঝার জন্য একটি টেবিলের মাধ্যমে উপস্থাপন করা হলো:
| পরামিতি | প্রতীক | সমীকরণ |
|---|---|---|
| দূরত্ব | s | 6t³ - 6t² - 48t |
| বেগ | v | ds/dt = 18t² - 12t - 48 |
| থামে যাওয়ার সময় | t | v = 0 ⇒ 18t² - 12t - 48 = 0 |
সমাধান ধাপ
- বেগের সমীকরণ নির্ণয় করা: v = 18t² - 12t - 48
- বেগ শূন্য ধরে সময়ের মান বের করা: 18t² - 12t - 48 = 0
- দ্বিঘাত সমীকরণ সমাধান করে t = 2 সেকেন্ড পাওয়া যায়।
সঠিক উত্তর: B. 2 সেকেন্ড