প্রবাহী পদার্থ

"উত্তর: ক
ব্যাখ্যা: যে পদার্থ প্রবাহিত হয় বা হতে পারে তাকে প্রবাহী পদার্থ বা ফ্লুইড বলে। প্রবাহী পদার্থ দুই প্রকার। যথা- তরল পদার্থ ও গ্যাস।
◈ সঠিক উত্তর: প্রবাহী পদার্থ
✦ অতিরিক্ত বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ প্রবাহী পদার্থ (Fluid) বলতে এমন পদার্থকে বোঝায়, যা তার ওপর স্পর্শক বা shear stress প্রয়োগ করলে স্থির আকৃতি ধরে না রেখে ক্রমাগত বিকৃত বা প্রবাহিত হতে থাকে।
❖ পদার্থবিজ্ঞানে প্রধানত তরল (Liquid) ও গ্যাস (Gas)—এই দুই অবস্থাকে fluid হিসেবে বিবেচনা করা হয়। তরলের নির্দিষ্ট আয়তন থাকলেও নির্দিষ্ট আকৃতি নেই; গ্যাসের নির্দিষ্ট আকৃতি বা নির্দিষ্ট আয়তন—কোনোটিই নেই।
➤ তরল: পানির মতো পদার্থ পাত্রের আকৃতি গ্রহণ করে, কিন্তু সাধারণ অবস্থায় আয়তন প্রায় নির্দিষ্ট থাকে।
➤ গ্যাস: পাত্রের পুরো উপলব্ধ স্থান দখল করে এবং তুলনামূলকভাবে সহজে সংকুচিত করা যায়।
➤ Fluid mechanics-এ স্থির প্রবাহী নিয়ে fluid statics এবং গতিশীল প্রবাহী নিয়ে fluid dynamics আলোচনা করা হয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. প্রবাহী পদার্থ ⇒ প্রবাহিত হতে সক্ষম পদার্থের সাধারণ নাম; সঠিক।
❖ খ. কঠিন পদার্থ ⇒ কঠিন পদার্থ সাধারণত নির্দিষ্ট আকৃতি ও আয়তন বজায় রাখে; সাধারণ অর্থে fluid নয়।
❖ গ. স্থিতিস্থাপক পদার্থ ⇒ যে পদার্থ বিকৃতিকারী বল সরিয়ে নিলে আগের আকৃতি বা আয়তনে ফিরে আসতে পারে তাকে স্থিতিস্থাপক পদার্থ বলে; এটি fluid-এর সংজ্ঞা নয়।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল; কারণ “প্রবাহী পদার্থ” সরাসরি সংজ্ঞাটির সঙ্গে মিলে যায়।"

উত্তর: গ
ব্যাখ্যা: কোনো পৃষ্ঠের একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে প্রযুক্ত বলের মানকে চাপ বলে। এস. আই. পদ্ধতিতে চাপের একক প্যাসকেল। চাপের মাত্রা ML⁻¹T⁻²। বিজ্ঞানী প্যাসকেল চাপ সম্পর্কিত একটি সূত্র দেন। যা প্যাসকেলের সূত্র নাম পরিচিত। সূত্রটি হলো একটা আবদ্ধ পাত্রে তরল বা বায়বীয় পদার্থে বাইরে থেকে চাপ দেওয়া হলে সেই চাপ কিছু মাত্র না কমে সমানভাবে সঞ্চালিত হয়ে পাত্রের সংলগ্ন গায়ে লম্বভাবে কাজ সমান চাপ প্রয়োগ করে। প্যাসকেলের সূত্রের উপর ভিত্তি করে হাইড্রোলিক মেশিন কাজ করে।
◈ সঠিক উত্তর: চাপ
✦ অতিরিক্ত বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ চাপ (Pressure) হলো কোনো পৃষ্ঠের প্রতি একক ক্ষেত্রফলে লম্বভাবে ক্রিয়াশীল বল। গাণিতিকভাবে,
➤ P = F/A
এখানে P = চাপ, F = পৃষ্ঠের ওপর লম্ব বল এবং A = ক্ষেত্রফল। OpenStax-ও চাপকে perpendicular force divided by area হিসেবে সংজ্ঞায়িত করে।
❖ চাপের SI একক প্যাসকেল (Pa) এবং
1 Pa = 1 N/m²। NIST-এর SI তালিকায় pressure/stress-এর derived unit হিসেবে pascal দেওয়া হয়েছে।
➤ চাপের মাত্রা: [ML⁻¹T⁻²]।
➤ একই বল ছোট ক্ষেত্রফলে কাজ করলে চাপ বেশি হয়, আর বড় ক্ষেত্রফলে কাজ করলে চাপ কম হয়।
➤ এই নীতির জন্য ধারালো ছুরি সহজে কাটে, সূঁচের অগ্রভাগ সহজে ত্বক ভেদ করে এবং বরফের ওপর চলতে snowshoe-এর তলা প্রশস্ত করা হয়।
✦ মূল ব্যাখ্যার তথ্য-সংশোধনী:
❖ “প্যাসকেলের সূত্রে তরল বা বায়বীয় পদার্থে দেওয়া চাপ সমানভাবে সঞ্চালিত হয়” ⇒ অধিক নির্ভুলভাবে, আবদ্ধ প্রবাহীতে প্রয়োগ করা চাপের পরিবর্তন (change in pressure) অবিকৃতভাবে প্রবাহীর সর্বত্র এবং পাত্রের দেয়ালে সঞ্চারিত হয়। এটি এই অর্থে নয় যে বিভিন্ন উচ্চতায় মোট hydrostatic pressure সর্বত্র সমান।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. পৃষ্ঠটান ⇒ তরলের পৃষ্ঠ বরাবর প্রতি একক দৈর্ঘ্যে ক্রিয়াশীল বল; চাপ নয়।
❖ খ. স্ট্রেইন ⇒ কোনো বস্তুর বিকৃতির পরিমাণ ও মূল মাত্রার অনুপাত; এটি dimensionless quantity।
❖ গ. চাপ ⇒ বল/ক্ষেত্রফল; সঠিক।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।

উত্তর: ঘ
◈ সঠিক উত্তর: শোয়া অবস্থায়
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ মানুষের ওজন মোটামুটি অপরিবর্তিত ধরে নিলে ভূমিতে চাপ নির্ধারিত হয় P = F/A দ্বারা। অর্থাৎ একই বল যত বড় ক্ষেত্রফলের ওপর ছড়িয়ে পড়ে, চাপ তত কম।
❖ শোয়া অবস্থায় শরীরের পিঠ, হাত-পা ইত্যাদির তুলনামূলক বড় অংশ ভূমির সংস্পর্শে আসে; তাই contact area সর্বাধিক হয় এবং চাপ সর্বনিম্ন হয়। চাপ যে force/area—এই সম্পর্ক OpenStax-এও দেওয়া হয়েছে।
➤ দাঁড়িয়ে থাকলে মূলত দুই পায়ের তলার ওপর ওজন পড়ে।
➤ বসলে নিতম্ব ও কখনও পায়ের অংশের কারণে contact area বাড়ে।
➤ শোয়া অবস্থায় contact area সবচেয়ে বেশি।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. দৌড়ানো অবস্থায় ⇒ এক সময়ে একটি পা বা তারও ছোট অংশ ভূমির সংস্পর্শে থাকতে পারে এবং dynamic ground-reaction force-ও তৈরি হয়; তাই চাপ কম নয়।
❖ খ. দাঁড়ানো অবস্থায় ⇒ শোয়া অবস্থার তুলনায় contact area অনেক কম।
❖ গ. বসা অবস্থায় ⇒ contact area দাঁড়ানোর চেয়ে বেশি হতে পারে, কিন্তু সাধারণত শোয়ার চেয়ে কম।
❖ ঘ. শোয়া অবস্থায় ⇒ ক্ষেত্রফল সর্বাধিক হওয়ায় চাপ সবচেয়ে কম; সঠিক।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: প্যাসকেল
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ হাইড্রোলিক প্রেস Pascal’s principle-এর ওপর কাজ করে। Blaise Pascal-এর নীতি অনুযায়ী, কোনো আবদ্ধ প্রবাহীর ওপর প্রয়োগ করা চাপের পরিবর্তন অবিকৃতভাবে প্রবাহীর সর্বত্র সঞ্চারিত হয়।
❖ দুটি piston-এর ক্ষেত্রফল A₁ ও A₂ এবং বল F₁ ও F₂ হলে—
➤ F₁/A₁ = F₂/A₂
অতএব A₂ অনেক বড় হলে অল্প F₁ প্রয়োগ করে বড় F₂ পাওয়া যায়।
➤ hydraulic jack, hydraulic brake, hydraulic lift ও hydraulic press—সবই এই নীতির প্রয়োগ।
✦ গুরুত্বপূর্ণ ঐতিহাসিক পার্থক্য:
❖ Pascal আবিষ্কার করেছিলেন মূল নীতিটি; hydraulic press-এর প্রকৃত উদ্ভাবক ছিলেন Joseph Bramah। Bramah ১৭৯৫ সালে hydraulic press-এর patent নেন।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. আর্কিমিডিস ⇒ প্লবতা বা buoyancy principle-এর সঙ্গে বিখ্যাত; hydraulic press-এর নীতি নয়।
❖ খ. রয়েল ⇒ এ প্রসঙ্গে কোনো প্রাসঙ্গিক বিজ্ঞানী নয়।
❖ গ. প্যাসকেল ⇒ hydraulic system-এর মৌলিক pressure-transmission principle; সঠিক।
❖ ঘ. নিউটন ⇒ গতি ও মহাকর্ষ সূত্রের জন্য বিখ্যাত।

উত্তর: ক
বইয়ের উত্তর/পরীক্ষার উত্তর: ক. গ্রিস, সিসিলি
ঐতিহাসিকভাবে অধিক নির্ভুল উত্তর: সিরাকিউজ (Syracuse), সিসিলি—বর্তমান ইতালি; সে সময় এটি গ্রিক বিশ্বের একটি নগররাষ্ট্র
✦ অতিরিক্ত বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ আর্কিমিডিস (Archimedes) আনুমানিক ২৮৭ খ্রিষ্টপূর্বাব্দে Syracuse, Sicily-তে জন্মগ্রহণ করেন এবং প্রায় ২১২ খ্রিষ্টপূর্বাব্দে সেখানেই মৃত্যুবরণ করেন। বর্তমান ভৌগোলিক মানচিত্রে Syracuse ইতালির Sicily দ্বীপে। তখন Syracuse ছিল শক্তিশালী গ্রিক নগররাষ্ট্র/Greek cultural sphere-এর অংশ। University of St Andrews-এর MacTutor-ও তাঁর জন্মস্থান “Syracuse, Sicily (now Italy)” উল্লেখ করে।
❖ তিনি ছিলেন প্রাচীন গ্রিক গণিতবিদ, পদার্থবিদ, প্রকৌশলী, জ্যোতির্বিদ ও উদ্ভাবক।
➤ তাঁর পিতার নাম Phidias, যিনি একজন জ্যোতির্বিদ ছিলেন। Hiero II-এর সঙ্গে তাঁর ঘনিষ্ঠ সম্পর্ক ছিল; কিছু প্রাচীন সূত্রে আত্মীয়তার কথাও বলা হয়, তবে সেটি পুরোপুরি নিশ্চিত নয়।
➤ Archimedes-এর গুরুত্বপূর্ণ অবদানের মধ্যে রয়েছে Archimedes’ principle, law of the lever, hydrostatics, centre of gravity, Archimedean screw এবং জ্যামিতিতে ক্ষেত্রফল-আয়তন নির্ণয়ের উন্নত পদ্ধতি।
✦ মূল ব্যাখ্যার তথ্য-সংশোধনী:
❖ “গ্রিস, সিসিলি” ⇒ আধুনিক ভূগোল অনুযায়ী Sicily ইতালির অংশ। তবে Archimedes ছিলেন প্রাচীন গ্রিক এবং Syracuse তখন Greek city-state/cultural sphere-এর অন্তর্ভুক্ত ছিল। তাই অপশনটি পরীক্ষার উদ্দেশ্যে ক, কিন্তু আধুনিক দেশ হিসেবে “গ্রিস, সিসিলি” নির্ভুল নয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. গ্রিস, সিসিলি ⇒ পরীক্ষার intended answer; প্রাচীন গ্রিক পরিচয়ের কারণে ব্যবহৃত, তবে আধুনিক ভূগোল অনুযায়ী সংশোধন প্রয়োজন।
❖ খ. ইতালি, রোম ⇒ আধুনিক দেশ ইতালি ঠিক হলেও শহর Rome নয়; জন্মস্থান Syracuse।
❖ গ. স্পেন, বার্সেলোনা ⇒ Archimedes-এর সঙ্গে সম্পর্কিত নয়।
❖ ঘ. ইংল্যান্ড, লন্ডন ⇒ সম্পূর্ণ ভুল।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: আর্কিমিডিসের সূত্র
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ জাহাজ ভাসার মৌলিক ব্যাখ্যা পাওয়া যায় Archimedes’ principle থেকে। জাহাজ পানিতে নামলে তার নিমজ্জিত অংশ কিছু পানি অপসারণ করে এবং সেই পানির ওজনের সমান ঊর্ধ্বমুখী buoyant force জাহাজের ওপর ক্রিয়া করে।
❖ ভারসাম্যে ভাসমান জাহাজের ক্ষেত্রে—
➤ জাহাজের ওজন = অপসারিত পানির ওজন = buoyant force
❖ লোহা/ইস্পাতের ঘনত্ব পানির চেয়ে বেশি হলেও জাহাজের ভেতরে বিশাল ফাঁপা অংশ থাকার কারণে পুরো জাহাজের average density পানির তুলনায় কম রাখা যায়; ফলে যথেষ্ট পানি displacement করে প্রয়োজনীয় upthrust সৃষ্টি হয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. গ্যালিলিওর সূত্র ⇒ projectile motion, falling bodies, inertia-সংক্রান্ত কাজে গুরুত্বপূর্ণ; জাহাজ ভাসার মৌলিক সূত্র নয়।
❖ খ. নিউটনের সূত্র ⇒ বল ও গতির সাধারণ নীতি ব্যাখ্যা করে, কিন্তু buoyancy-এর নির্দিষ্ট সূত্র Archimedes-এর।
❖ গ. আর্কিমিডিসের সূত্র ⇒ সঠিক।
❖ ঘ. মার্কনির সূত্র ⇒ Guglielmo Marconi radio communication-এর উন্নয়নের জন্য পরিচিত; buoyancy নয়।

উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: প্লিমসল লাইন (Plimsoll Line)
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Plimsoll line বা load line হলো জাহাজের hull-এ অঙ্কিত নিরাপত্তা চিহ্ন, যা নির্দিষ্ট পানি, ঋতু ও পরিবেশে জাহাজ সর্বোচ্চ কত গভীর পর্যন্ত নিরাপদে নিমজ্জিত হয়ে মাল বহন করতে পারবে তা নির্দেশ করে। NOAA এটিকে maximum safe immersion depth-এর reference mark হিসেবে ব্যাখ্যা করে।
❖ এর নাম ব্রিটিশ রাজনীতিবিদ ও সমাজসংস্কারক Samuel Plimsoll (1824–1898)-এর নামানুসারে। অতিরিক্ত মালবোঝাইয়ের কারণে জাহাজডুবি কমানোর জন্য তিনি আন্দোলন করেন।
➤ ১৮৭৬ সালের British legislation-এর মাধ্যমে load-line marking বাধ্যতামূলক হওয়ার পথ সুদৃঢ় হয়।
➤ আন্তর্জাতিকভাবে বিভিন্ন water density ও season-এর জন্য Tropical, Fresh Water, Summer, Winter ইত্যাদি load line ব্যবহৃত হয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. প্লিমসল লাইন ⇒ safe loading limit নির্দেশ করে; সঠিক।
❖ খ. রেড লাইন ⇒ জাহাজের আন্তর্জাতিক load-line-এর স্বীকৃত নাম নয়।
❖ গ. এলডিসি ⇒ এই প্রশ্নের প্রাসঙ্গিক maritime safety mark নয়।
❖ ঘ. হুট লাইন ⇒ স্বীকৃত load-line term নয়।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: সমুদ্রের পানির ঘনত্ব নদীর পানির ঘনত্ব অপেক্ষা বেশি
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ সমুদ্রের পানিতে dissolved salts থাকায় density বেশি হয়। একই submerged volume-এর জন্য seawater বেশি ওজনের পানি displacement করে এবং বেশি buoyant force দেয়।
➤ freshwater ≈ 1.00 g/cm³
➤ seawater ≈ 1.025 g/cm³—সাধারণ আনুমানিক মান।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. ঘনত্ব সমান ⇒ ভুল।
❖ খ. সমুদ্রের ঘনত্ব কম ⇒ উল্টো।
❖ গ. সমুদ্রের ঘনত্ব বেশি ⇒ সঠিক।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।

উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: আরও ডুববে
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ সমুদ্রের saltwater freshwater নদীর পানির তুলনায় বেশি dense। জাহাজের ওজন অপরিবর্তিত থাকায় নদীতে একই buoyant force পেতে আরও বেশি volume পানি displacement করতে হবে।
➤ তাই জাহাজের draft বা নিমজ্জনের গভীরতা বাড়বে।
❖ IMO-সংক্রান্ত load-line ব্যাখ্যাতেও freshwater-এ ship draft গভীর এবং saltwater-এ তুলনামূলক কম হওয়ার কথা বলা হয়েছে।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. আরও ডুববে ⇒ সঠিক।
❖ খ. একই থাকবে ⇒ পানির density বদলালে displacement বদলায়।
❖ গ. আরও ভাসবে ⇒ উল্টো; সমুদ্রে বেশি ভাসে।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: বস্তু ডুবে যাবে
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ Archimedes’ principle অনুযায়ী অপসারিত তরলের ওজন = buoyant force। তাই যদি—
➤ Fᵦ < W,
তবে resultant force নিচের দিকে এবং বস্তু ডুবে যাবে।
❖ তিনটি মৌলিক অবস্থা মনে রাখা যায়:
➤ Fᵦ > W → বস্তু ওপরে ওঠে।
➤ Fᵦ = W → equilibrium/ভাসমান বা suspended।
➤ Fᵦ < W → বস্তু নিচে নামে বা ডুবে যায়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. ভাসবে ⇒ equilibrium-এর জন্য buoyancy = weight দরকার।
❖ খ. নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসবে ⇒ neutral buoyancy চাই।
❖ গ. ডুবে যাবে ⇒ সঠিক।
❖ ঘ. কোনোটিই নয় ⇒ ভুল।