Facebook Pixel

সোহাগ তাদের বাসার ভূগর্ভস্থ একটি ট্যাংক থেকে পানি ছাদের ওপর উঠানোর জন্য একটি 10 kW ক্ষমতাসম্পন্ন পাম্প ব্যবহার করে। ট্যাঙ্কটির দৈর্ঘ্য 4 m, প্রস্থ 3 m এবং গভীরতা 4 m ট্যাংকটির দুই তৃতীয়াংশ পানি দ্বারা পূর্ণ। ভূপৃষ্ঠ হতে ছাদের উচ্চতা 25m। পাম্পটির দক্ষতা 70% । ক. কর্মদক্ষতা কী? খ. বেগ জানা থাকলে সমবেগে গতিশীল বস্তুর ক্ষমতা কীভাবে নির্ণয় করা যায়? বর্ণনা করো । গ. ভূগর্ভস্থ ট্যাঙ্ক থেকে 10 kg পানি ছাদে উঠাতে কত শক্তি ব্যয় করতে হবে? ঘ. ট্যাঙ্কটির পানি ছাদে তুলতে কত সময় লাগবে এবং উক্ত সময়ে পানি শূন্য করতে পাম্পটির ক্ষমতা অর্ধেক হওয়া প্রয়োজন কি না— গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করে দেখাও।

বিষয়: পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র | অধ্যায়: অধ্যায়-০৫ঃ কাজ, শক্তি ও ক্ষমতা

উৎস: অনুশীলনীর প্রশ্ন ইসহাক স্যার

সঠিক উত্তর:

ব্যাখ্যা: (ক) কোনো যন্ত্রের লভ্য কার্যকর শক্তি এবং প্রদত্ত মোট শক্তির অনুপাতকে ওই যন্ত্রের কর্মদক্ষতা বলা হয়। (খ) বেগ জানা থাকলে সমবেগে গতিশীল বস্তুর ক্ষমতা নির্ণয়ের পদ্ধতি নিচে বর্ণনা করা হলো: আমরা জানি, ক্ষমতা, P = dW/dt। যেহেতু কাজ, W = vecF cdot vecS, তাই, beginaligned P &= d/dt(vecF cdot vecS) &= vecF cdot dvecS/dt &= vecF cdot vecv &= Fv cos theta endaligned এখানে, vecF হলো প্রযুক্ত বল, vecv হলো বস্তুর বেগ এবং theta হলো বল ও বেগের মধ্যবর্তী কোণ। যদি বল ও বেগের দিক একই হয় (অর্থাৎ theta = 0^circ), তবে ক্ষমতা P = Fv। অর্থাৎ, সমবেগে গতিশীল বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বল ও বেগের গুণফলই হলো ক্ষমতা। (গ) দেওয়া আছে, পানির ভর, m = 10 text kg ছাদের উচ্চতা, h = 25 text m ট্যাঙ্কটির গভীরতা, H = 4 text m ট্যাঙ্কটি দুই-তৃতীয়াংশ পূর্ণ থাকায় পানির উচ্চতা, h_w = 2/3 × 4 = 2.67 text m পানির মুক্ত তল থেকে ট্যাঙ্কের তলা পর্যন্ত খালি অংশের উচ্চতা, h_e = 4 - 2.67 = 1.33 text m পাম্পটি ভূগর্ভস্থ ট্যাঙ্ক থেকে পানি তুলছে, তাই পানির ভরকেন্দ্রের সরণ হবে ছাদের উচ্চতা ও খালি অংশের উচ্চতার যোগফল। মোট সরণ, h' = h + h_e = 25 + 1.33 = 26.33 text m ব্যয়িত শক্তি বা কৃতকাজ, beginaligned W &= mgh' &= 10 × 9.8 × 26.33 &= 2580.34 text J endaligned (ঘ) ট্যাঙ্কটির আয়তন, V = 4 × 3 × 4 = 48 text m^3 পানির ঘনত্ব, rho = 1000 text kg/m^3 পানির মোট ভর, M = rho V = 1000 × 48 = 48000 text kg ট্যাঙ্কটি দুই-তৃতীয়াংশ পূর্ণ থাকায় পানির ভর, m_total = 2/3 × 48000 = 32000 text kg পানির ভরকেন্দ্রের সরণ, h_avg = 25 + 1/2 × 2.67 = 25 + 1.335 = 26.335 text m পাম্পের প্রদত্ত ক্ষমতা, P_in = 10 text kW = 10000 text W পাম্পের দক্ষতা, eta = 70% = 0.7 কার্যকর ক্ষমতা, P_out = eta P_in = 0.7 × 10000 = 7000 text W সময়, t = m_total g h_avg/P_out beginaligned t &= 32000 × 9.8 × 26.335/7000 &= 1179.78 text s ≈ 19.66 text min endaligned এখন, পাম্পের ক্ষমতা অর্ধেক হলে নতুন ক্ষমতা, P' = 10000/2 = 5000 text W নতুন কার্যকর ক্ষমতা, P'_out = 0.7 × 5000 = 3500 text W নতুন সময়, t' = m_total g h_avg/P'_out = 32000 × 9.8 × 26.335/3500 = 2359.56 text s ≈ 39.33 text min যেহেতু পাম্পের ক্ষমতা অর্ধেক করলে পানি তুলতে দ্বিগুণ সময় লাগবে, তাই পাম্পের ক্ষমতা অর্ধেক করা সম্ভব নয় যদি নির্দিষ্ট সময়ে পানি তুলতে হয়।

প্ল্যাটফর্ম: প্রশ্নাবলী (https://proshnaboli.com)

Writtenঅনুশীলনীর প্রশ্ন - ইসহাক স্যার

সোহাগ তাদের বাসার ভূগর্ভস্থ একটি ট্যাংক থেকে পানি ছাদের ওপর উঠানোর জন্য একটি 10 kW ক্ষমতাসম্পন্ন পাম্প ব্যবহার করে। ট্যাঙ্কটির দৈর্ঘ্য 4 m, প্রস্থ 3 m এবং গভীরতা 4 m ট্যাংকটির দুই তৃতীয়াংশ পানি দ্বারা পূর্ণ। ভূপৃষ্ঠ হতে ছাদের উচ্চতা 25m। পাম্পটির দক্ষতা 70% ।

ক. কর্মদক্ষতা কী?

খ. বেগ জানা থাকলে সমবেগে গতিশীল বস্তুর ক্ষমতা কীভাবে নির্ণয় করা যায়? বর্ণনা করো ।

গ. ভূগর্ভস্থ ট্যাঙ্ক থেকে 10 kg পানি ছাদে উঠাতে কত শক্তি ব্যয় করতে হবে?

ঘ. ট্যাঙ্কটির পানি ছাদে তুলতে কত সময় লাগবে এবং উক্ত সময়ে পানি শূন্য করতে পাম্পটির ক্ষমতা অর্ধেক হওয়া প্রয়োজন কি না— গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করে দেখাও।

আনলিমিটেড প্র্যাকটিস করতে চান?

প্রশ্নাবলীতে আছে ২ লাখ+ প্রশ্ন। এইচএসসি এবং এডমিশন পরীক্ষার উত্তরসহ চ্যাপ্টারভিত্তিক প্রশ্ন ব্যাংক, অধ্যায় ও বিষয়ভিত্তিক মক টেস্ট এবং লাইভ লিডারবোর্ড।

পরীক্ষা দিতে অ্যাকাউন্ট খুলুন

সম্পর্কিত প্রশ্নসমূহ

0.1 kg ভরের একটি বস্তুকে 40 m উঁচু কোনো স্থান থেকে 20 mathrm~m cdot mathrms^-1 অনুভূমিক বেগে নিক্ষেপ করা হলো। সমভরের আরে...

10 kg ভরের একটি বস্তু কোনো একটি বলের প্রভাবে x অক্ষ বরাবর গতিশীল। বস্তুটির ত্বরণ তার অবস্থানের সাপেক্ষে নিচের চিত্র অনুয...

1000 kg ভরের একটি লিফট সর্বোচ্চ 800 kg ভরের আরোহীদের নিয়ে উপরে উঠছে। 4000 N মানের একটি ধ্রুব ঘর্ষণ বল এর ঊর্ধ্বমুখী গতি...

2 kg ভরের একটি বস্তুকে 10m সুতার সাহায্যে O বিন্দুতে ঝুলানো হলো এবং A বিন্দু থেকে স্বাধীনভাবে দুলতে দেওয়া হলো। ঘর্ষণ ও ...

2 kg ভরের একটি বস্তুকে 10m সুতার সাহায্যে O বিন্দুতে ঝুলানো হলো এবং A বিন্দু থেকে স্বাধীনভাবে দুলতে দেওয়া হলো। ঘর্ষণ ও ...

20 m উঁচু দালানের ছাদ থেকে m ভরের একটি টেনিস বল গড়িয়ে মাটিতে পড়ে। বলটি যখন ভূমি স্পর্শ করে, তখন এর বেগ 22 mathrm~ms^-...

2000 kg ভরের একটি গাড়ি ভূমির সাথে 30° কোণে আনত একটি রাস্তা ধরে 16 m s^-1 বেগে নিচে নামার সময় গাড়ির চালক ব্রেক প্রয়...

250 kg ভরের একটি গাড়ি উল্লমের সাথে 66.42° কোণে আনত একটি রাস্তা ধরে 12.393 mathrm~ms^-1 বেগে নিচে নামার সময় গাড়ির চালক...

30m উচ্চতা থেকে একটি বস্তু বিনা বাধায় পড়ছে। ক. যান্ত্রিক শক্তি কী? খ. বলের দ্বারা কাজ ব্যাখ্যা কর। গ. m ভরের বস্তু nu ...

5 kg ভরের একটি বস্তুকে খাড়া উপরের দিকে নিক্ষেপ করা হলো। সর্বোচ্চ উচ্চতায় বস্তুর মোট শক্তি হলো 6002.5 J । ক. বিভব শক্তি...

যেকোনো প্রকার ভুলভ্রান্তি বা রিপোর্ট করার জন্য অ্যাকাউন্ট খুলে প্রশ্নের রিপোর্ট বাটনে ক্লিক করুন। আমাদের এডিশনাল টিম তা দ্রুত সংশোধন করবে।