শিক্ষা বোর্ড দিনাজপুর - 2022
উচ্চতর গণিত ( বহুনির্বাচনি )
[2022 সালের সিলেবাস অনুযায়ী ]
দ্বিতীয় পত্র বহুনির্বাচনি
বিষয় কোডঃ 266
সময়-২৫ মিনিট
পূর্ণমান-২৫
[ দ্রষ্টব্যঃ সরবরাহকৃত বহুনির্বাচনি অভীক্ষার উত্তরপত্রে প্রশ্নের ক্রমিক নম্বরের বিপরীতে প্রদত্ত বর্ণসংবলিত বৃত্তসমুহ হতে সিঠিক/সর্বোৎকৃষ্ট উত্তরের বৃত্তটি বল পয়ন্ট কলম দ্বারা সম্পুর্ণ ভরাট কর। প্রতিটি প্রশ্নের মাণ ১। প্রশ্নপত্রে কোন প্রকার দাগ/ চিহ্ন দেওয়া যাবে না। ]
১। \(i^7+i^9+i^{11}+i^{13}\) এর মান কত?
\(-1\)
\(-i\)
\(1\)
\(0\)
\(i^7+i^9+i^{11}+i^{13}\)
\(=(i^2)^3.i+(i^2)^4.i+(i^2)^5.i+(i^2)^6.i\)
\(=(-1)^3.i+(-1)^4.i+(-1)^5.i+(-1)^6.i\)
\(=-i+i-i+i\)
\(=0\)
উত্তরঃ ( ঘ )

নিচের তথ্যের আলোকে ২ এবং ৩ নং প্রশ্নের উত্তর দাওঃ
\(x=\sqrt[3]{1}\) একটি সমীকরণ
২। সমীকরণের মূলগুলোর যোগফল-
\(\omega\)
\(0\)
\(\omega^2\)
\(1\)
\(x=\sqrt[3]{1}\)
\(\Rightarrow x^3=1\)
\(\Rightarrow x^3-1=0\)
\(\Rightarrow (x-1)(x^2+x+1)=0\)
\(\Rightarrow x-1=0, \ x^2+x+1=0\)
\(\Rightarrow x=1, \ x=\frac{-1\pm{\sqrt{1^2-4.1.1}}}{2.1}\)
\(\Rightarrow x=\frac{-1\pm{\sqrt{1-4}}}{2}\)
\(\Rightarrow x=\frac{-1\pm{\sqrt{-3}}}{2}\)
\(\Rightarrow x=\frac{-1+\sqrt{-3}}{2}, \ \frac{-1-\sqrt{-3}}{2}\)
মূলত্রয়ের সমষ্টি \(1+\frac{-1+\sqrt{-3}}{2}+\frac{-1-\sqrt{-3}}{2}\)
\(=1+\frac{-1+\sqrt{-3}-1-\sqrt{-3}}{2}\)
\(=1+\frac{-2}{2}\)
\(=1-1\)
\(=0\)
উত্তরঃ ( গ )

৩। সমীকরণের মূলগুলোর গুণফল-
\(-1\)
\(1\)
\(0\)
\(1+i\)
\(x=\sqrt[3]{1}\)
\(\Rightarrow x^3=1\)
\(\Rightarrow x^3-1=0\)
\(\Rightarrow (x-1)(x^2+x+1)=0\)
\(\Rightarrow x-1=0, \ x^2+x+1=0\)
\(\Rightarrow x=1, \ x=\frac{-1\pm{\sqrt{1^2-4.1.1}}}{2.1}\)
\(\Rightarrow x=\frac{-1\pm{\sqrt{1-4}}}{2}\)
\(\Rightarrow x=\frac{-1\pm{\sqrt{-3}}}{2}\)
\(\Rightarrow x=\frac{-1+\sqrt{-3}}{2}, \ \frac{-1-\sqrt{-3}}{2}\)
মূলত্রয়ের গুণফল \(1\times\frac{-1+\sqrt{-3}}{2}\times\frac{-1-\sqrt{-3}}{2}\)
\(=\frac{(-1)^2-(\sqrt{-3})^2}{4}\)
\(=\frac{1-(-3)}{4}\)
\(=\frac{1+3}{4}\)
\(=\frac{4}{4}\)
\(=1\)
উত্তরঃ ( গ )

৪। \(Z_{1}=1+i\) এবং \(Z_{2}=2+i\) হলে, \(Z_{1}\overline{Z_{2}}\) এর মডুলাস-
\(\tan^{-1}2\)
\(5\sqrt{2}\)
\(2\sqrt{5}\)
\(\sqrt{10}\)
\(Z_{2}=2+i\)
\(\Rightarrow \overline{Z_{2}}=\overline{2+i}\)
\(=2-i\)
\(Z_{1}\overline{Z_{2}}=(1+i)(2-i)\)
\(=2-i+2i-i^2\)
\(=2+i+1\)
\(=3+i\)
\(|Z_{1}\overline{Z_{2}}|=|3+i|\)
\(=\sqrt{3^2+1^2}\)
\(=\sqrt{9+1}\)
\(=\sqrt{10}\)
উত্তরঃ ( ঘ )

৫। নিচের কোনটি বহুপদী রাশি?
\(x^{-2}+x^{-3}\)
\(x^{\frac{1}{4}}\)
\(\sqrt[3]{x^2}+\sqrt{x^3}\)
\(x\)
বহপদীঃ এক বা একাধিক চলকবিশিষ্ট বীজগাণিতিক রাশির চলকের ঘাত শুন্য বা স্বাভাবিক সংখ্যা হলে সেটিকে বহুপদী বলে।
এখানে, \(x\) এর ঘাত \(1\) যা স্বাভাবিক সংখ্যা।
\(\therefore x\) একটি বহুপদী।
উত্তরঃ ( ঘ )

৬। কোনো দ্বিঘাত সমীকরণের মূলদ্বয় মূলদ ও অসমান হলে পৃথায়ক হবে-
\(i.\) পূর্ণবর্গ
\(ii.\) ধনাত্মক সংখ্যা
\(iii.\) ঋনাত্মক সংখ্যা
নিচের কোনটি সঠীক?
\(i.\) ও \(ii.\)
\(ii.\) ও \(iii.\)
\(i.\) ও \(iii.\)
\(i.\), \(ii.\) ও \(iii.\)
এ ক্ষেত্রে \(i.\) ও \(ii.\) বাক্যদ্বয় সত্য।
উত্তরঃ ( ক )

নিচের তথ্যের আলোকে ৩ এবং ৪ নং প্রশ্নের উত্তর দাওঃ
\(3x^2-5x+1=0\) সমীকরণের মূলদ্বয় \(\alpha\) ও \(\beta\)
৭। \(\frac{1}{\alpha}+\frac{1}{\beta}\) এর মান কত?
\(\frac{5}{3}\)
\(5\)
\(-\frac{5}{3}\)
\(-5\)
\(3x^2-5x+1=0\) সমীকরণের মূলদ্বয় \(\alpha\) ও \(\beta\) ।
\(\therefore \alpha+\beta=-\frac{-5}{3}, \ \alpha\beta=\frac{1}{3}\)
\(\Rightarrow \alpha+\beta=\frac{5}{3}, \ \alpha\beta=\frac{1}{3}\)
এখন, \(\frac{1}{\alpha}+\frac{1}{\beta}\)
\(=\frac{\alpha+\beta}{\alpha\beta}\)
\(=\frac{\frac{5}{3}}{\frac{1}{3}}\)
\(=\frac{5}{3}\times\frac{3}{1}\)
\(=5\)
উত্তরঃ ( গ )

৮। \(\alpha^2\) ও \(\beta^2\) মূলবিশিষ্ট সমীকরণ-
\(9x^2+19x+1=0\)
\(9x^2+19x-1=0\)
\(9x^2-19x+1=0\)
\(9x^2-19x-1=0\)
\(3x^2-5x+1=0\) সমীকরণের মূলদ্বয় \(\alpha\) ও \(\beta\) ।
\(\therefore \alpha+\beta=-\frac{-5}{3}, \ \alpha\beta=\frac{1}{3}\)
\(\Rightarrow \alpha+\beta=\frac{5}{3}, \ \alpha\beta=\frac{1}{3}\)
এখন, \(\alpha^2\) ও \(\beta^2\) মূলবিশিষ্ট সমীকরণ,
\(x^2-(\alpha^2+\beta^2)x+\alpha^2\beta^2=0\)
\(\Rightarrow x^2-\{(\alpha+\beta)^2-2\alpha\beta\}x+(\alpha\beta)^2=0\)
\(\Rightarrow x^2-\left\{\left(\frac{5}{3}\right)^2-2\times\frac{1}{3}\right\}x+\left(\frac{1}{3}\right)^2=0\)
\(\Rightarrow x^2-\left\{\frac{25}{9}-\frac{2}{3}\right\}x+\frac{1}{9}=0\)
\(\Rightarrow x^2-\frac{25-6}{9}x+\frac{1}{9}=0\)
\(\Rightarrow x^2-\frac{19}{9}x+\frac{1}{9}=0\)
\(\therefore 9x^2-19x+1=0\)
উত্তরঃ ( খ )

৯। \(3x^3-1=0\) সমীকরণের মূলগুলো \(\alpha, \ \beta\) ও \(\gamma\) হলে \(\alpha^3+\beta^3+\gamma^3\) এর মান-
\(-1\)
\(\frac{1}{3}\)
\(0\)
\(1\)
\(3x^3-1=0\) সমীকরণের মূলদ্বয় \(\alpha, \ \beta\) ও \(\gamma\)
\(\Rightarrow \alpha+\beta+\gamma=-\frac{0}{3}\)
এবং \(\alpha\beta\gamma=-\frac{-1}{3}\)
\(\Rightarrow \alpha+\beta+\gamma=0\)
এবং \(\alpha\beta\gamma=\frac{1}{3}\)
এখন, \(\alpha^3+\beta^3+\gamma^3\)
\(=(\alpha+\beta)^3-3\alpha\beta(\alpha+\beta)+\gamma^3\)
\(=(\alpha+\beta+\gamma-\gamma)^3-3\alpha\beta(\alpha+\beta+\gamma-\gamma)+\gamma^3\)
\(=(0-\gamma)^3-3\alpha\beta(0-\gamma)+\gamma^3\)
\(=-\gamma^3+3\alpha\beta\gamma+\gamma^3\)
\(=3\alpha\beta\gamma\)
\(=3\times\frac{1}{3}\)
\(=1\)
উত্তরঃ ( ঘ )

১০। যদি \(\sin{\left(\frac{\pi}{2}-\cos^{-1}x\right)}=\)কত?
\(\sin{x}\)
\(1-x\)
\(x\)
\(1+x\)
\(\sin{\left(\frac{\pi}{2}-\cos^{-1}x\right)}\)
\(=\cos{\left(\cos^{-1}x\right)}\)
\(=x\)
উত্তরঃ ( খ )

১১। \(2\sin^{-1}{x}=\sin^{-1}y\) সমীকরণে \(x=\frac{\sqrt{3}}{2}\) হলে \(y\) এর মান কত?
\(\frac{1}{2}\)
\(\frac{\sqrt{3}}{2}\)
\(\frac{1}{\sqrt{2}}\)
\(1\)
\(2\sin^{-1}{x}=\sin^{-1}y\) সমীকরণে \(x=\frac{\sqrt{3}}{2}\)
\(\Rightarrow 2\sin^{-1}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=\sin^{-1}y\)
\(\Rightarrow 2\sin^{-1}{\sin{\frac{\pi}{3}}}=\sin^{-1}y\)
\(\Rightarrow 2\times\frac{\pi}{3}=\sin^{-1}y\)
\(\Rightarrow \frac{2\pi}{3}=\sin^{-1}y\)
\(\Rightarrow \sin{\frac{2\pi}{3}}=y\)
\(\Rightarrow \sin{\left(\pi-\frac{\pi}{3}\right)}=y\)
\(\Rightarrow \sin{\left(\frac{\pi}{3}\right)}=y\)
\(\Rightarrow \frac{\sqrt{3}}{2}=y\)
\(\therefore y=\frac{\sqrt{3}}{2}\)
উত্তরঃ ( গ )

নিচের তথ্যের আলোকে ১২ এবং ১৩ নং প্রশ্নের উত্তর দাওঃ
\(\cot{\theta}=k\) সমীকরণটির সমাধান \(\theta=n\pi+\alpha\)
১২। \(k=\frac{1}{\sqrt{3}}\) হলে, \(\alpha=\) কত?
\(\frac{\pi}{6}\)
\(\frac{\pi}{3}\)
\(\frac{\pi}{4}\)
\(\frac{\pi}{2}\)
\(\cot{\theta}=k\) সমীকরণটির সমাধান \(\theta=n\pi+\alpha\) এবং \(k=\frac{1}{\sqrt{3}}\)
\(\Rightarrow \cot{\theta}=\frac{1}{\sqrt{3}}\)
\(\Rightarrow \frac{1}{\cot{\theta}}=\sqrt{3}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=\tan{\frac{\pi}{3}}\)
\(\Rightarrow \theta=n\pi+\frac{\pi}{3}\)
\(\Rightarrow n\pi+\alpha=n\pi+\frac{\pi}{3}, \ \because \theta=n\pi+\alpha\)
\(\therefore \alpha=\frac{\pi}{3}\)
উত্তরঃ ( গ )

১৩। \(k=1\) এবং \(\frac{\pi}{4}\lt{\theta}\lt{2\pi}\) হলে, \(\theta\) এর মান কত?
\(\frac{2\pi}{3}\)
\(\frac{3\pi}{4}\)
\(\frac{5\pi}{4}\)
\(\frac{\pi}{2}\)
\(\cot{\theta}=k\) সমীকরণটির সমাধান \(\theta=n\pi+\alpha\) এবং \(k=\frac{1}{\sqrt{3}}\)
\(\Rightarrow \cot{\theta}=1\)
\(\Rightarrow \frac{1}{\cot{\theta}}=1\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=\tan{\frac{\pi}{4}}\)
\(\Rightarrow \theta=n\pi+\frac{\pi}{4}\)
\(\Rightarrow \theta=\pi+\frac{\pi}{4}\) যখন, \(n=1\)
\(\therefore \theta=\frac{5\pi}{4}\) যখন সীমা, \(\frac{\pi}{4}\lt{\theta}\lt{2\pi}\)
উত্তরঃ ( খ )

১৪। \(\frac{y^2}{16}-\frac{x^2}{25}=1\) অধিবৃত্তের আড় অক্ষ নিচের কোনটি?
\(x-\)অক্ষ
\(x-\)অক্ষের সমান্তরাল
\(y-\)অক্ষ
\(y-\)অক্ষের সমান্তরাল
যেহেতু \(\frac{y^2}{b^2}-\frac{x^2}{a^2}=1\) অধিবৃত্তের আড় অক্ষ \(x=0\) অর্থাৎ \(y-\)অক্ষ।
তাহলে, \(\frac{y^2}{16}-\frac{x^2}{25}=1\) অধিবৃত্তের আড় অক্ষ হবে \(x=0\) অর্থাৎ \(y-\)অক্ষ।
উত্তরঃ ( খ )

১৫। \(x^2=16y\) কণিকের উৎকেন্দ্রিকতা কত?
\(e=1\)
\(e\gt{1}\)
\(e=0\)
\(0\lt{e}\lt{1}\)
যেহেতু \(x^2=4ay\) কণিকের উৎকেন্দ্রিকতা \(e=1\)।
তাহলে, \(x^2=16y\) কণিকের উৎকেন্দ্রিকতা \(e=1\)।
উত্তরঃ ( ক )

১৬। \(\frac{x^2}{100}+\frac{y^2}{36}=1\) উপবৃত্তটির
\(i.\) উৎকেন্দ্রিকতা \(=\frac{4}{5}\)
\(ii.\) উপকেন্দ্রদ্বয়ের স্থানাংক \(\equiv\left(0, \pm{\frac{24}{5}}\right)\)
\(iii.\) নিয়ামক দুইটির দূরত্ব \(=25\)
নিচের কোনটি সঠীক?
\(i.\) ও \(ii.\)
\(ii.\) ও \(iii.\)
\(i.\) ও \(iii.\)
\(i.\), \(ii.\) ও \(iii.\)
\(\frac{x^2}{100}+\frac{y^2}{36}=1\)
\(\Rightarrow \frac{x^2}{10^2}+\frac{y^2}{6^2}=1\)
\(\Rightarrow a=10, \ b=6\)
\(\Rightarrow a\gt{b}\)
\(\therefore e=\sqrt{\frac{a^2-b^2}{a^2}}\)
\(=\sqrt{\frac{100-36}{100}}\)
\(=\sqrt{\frac{64}{100}}\)
\(=\frac{8}{10}\)
\(=\frac{4}{5}\)
\(\therefore (i.)\) বাক্যটি সত্য
আবার, উপকেন্দ্রের স্থানাংক \(\left(\pm{ae}, 0\right)\)
\(\Rightarrow \left(\pm{8}, 0\right) \)
\(\therefore (ii.)\) বাক্যটি সত্য নয়।
আবার, নিয়ামকদ্বয়ের দূরত্ব \(=|\frac{2a}{e}|\)
\(=|\frac{2\times10}{\frac{4}{5}}|\)
\(=|20\times\frac{5}{4}|\)
\(=25\)
\(\therefore (iii.)\) বাক্যটি সত্য।
উত্তরঃ ( খ )

নিচের তথ্যের আলোকে ১৭ এবং ১৮ নং প্রশ্নের উত্তর দাওঃ
স্থানাংকের অক্ষদ্বয়কে উপবৃত্তের অক্ষ ধরে ক্ষুদ্রাক্ষের দৈর্ঘ্য \(2\) একক এবং উৎকেন্দ্রিকতা \(\frac{1}{\sqrt{5}}\)
১৭। বৃহদাক্ষের দৈর্ঘ্য কত একক?
\(\sqrt{5}\)
\(\frac{2}{\sqrt{5}}\)
\(\frac{3}{\sqrt{5}}\)
\(\frac{1}{\sqrt{5}}\)
ক্ষুদ্রাক্ষের দৈর্ঘ্য \(2\) একক এবং উৎকেন্দ্রিকতা \(\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow 2b=2, \ e=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow b=1, \ \sqrt{\frac{a^2-b^2}{a^2}}=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow \sqrt{\frac{a^2-1}{a^2}}=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow \frac{a^2-1}{a^2}=\frac{1}{5}\)
\(\Rightarrow 5a^2-5=a^2\)
\(\Rightarrow 5a^2-a^2=5\)
\(\Rightarrow 4a^2=5\)
\(\Rightarrow a^2=\frac{5}{4}\)
\(\therefore a=\frac{\sqrt{5}}{2}\)
এখন, বৃহদাক্ষের দৈর্ঘ্য \(=|2a|\)
\(=\left|2\times\frac{\sqrt{5}}{2}\right|\)
\(=\sqrt{5}\)
উত্তরঃ ( ক )

১৮। উপবৃত্তের সমীকরণ নিচের কোনটি?
\(3x^2+5y^2=5\)
\(2x^2+3y^2=5\)
\(4x^2+3y^2=5\)
\(4x^2+5y^2=5\)
ক্ষুদ্রাক্ষের দৈর্ঘ্য \(2\) একক এবং উৎকেন্দ্রিকতা \(\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow 2b=2, \ e=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow b=1, \ \sqrt{\frac{a^2-b^2}{a^2}}=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow \sqrt{\frac{a^2-1}{a^2}}=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
\(\Rightarrow \frac{a^2-1}{a^2}=\frac{1}{5}\)
\(\Rightarrow 5a^2-5=a^2\)
\(\Rightarrow 5a^2-a^2=5\)
\(\Rightarrow 4a^2=5\)
\(\Rightarrow a^2=\frac{5}{4}\)
\(\therefore a=\frac{\sqrt{5}}{2}\)
এখন, উপবৃত্তের সমীকরণ \(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\)
\(\Rightarrow \frac{x^2}{\frac{5}{4}}+\frac{y^2}{1}=1\)
\(\Rightarrow \frac{4x^2}{5}+y^2=1\)
\(\therefore 4x^2+5y^2=5\)
উত্তরঃ ( ঘ )

১৯। \(P\) মানের দুইটি সমান বলের লব্ধি \(P\) হলে, বলদ্বয়ের মধ্যবর্তী কোণ কত?
\(0^{o}\)
\(60^{o}\)
\(30^{o}\)
\(120^{o}\)
\(P\) মানের দুইটি সমান বলের লব্ধি \(P\)
ধরি, বলদ্বয়ের মধ্যবর্তী কোণ \(\alpha\)
\(\therefore P^2+P^2+2\times P \times P\cos{\alpha}=P^2; \ \because P^2+Q^2+2PQ\cos{\alpha}=R^2\)
\(\Rightarrow 2P^2+2P^2\cos{\alpha}=P^2\)
\(\Rightarrow 2P^2(1+\cos{\alpha})=P^2\)
\(\Rightarrow 1+\cos{\alpha}=\frac{P^2}{2P^2}\)
\(\Rightarrow \cos{\alpha}=\frac{1}{2}-1\)
\(\Rightarrow \cos{\alpha}=\frac{1-2}{2}\)
\(\Rightarrow \cos{\alpha}=-\frac{1}{2}\)
\(\Rightarrow \cos{\alpha}=\cos{120^{o}}\)
\(\therefore \alpha=120^{o}\)
উত্তরঃ ( ঘ )

২০। \(120^{o}\) কোণে আনত \(\sqrt{7}\) এককের দুইটি সমান বল একই বিন্দু হতে ক্রিয়ারত-
\(i.\) লব্ধির মান \(\sqrt{7}\) একক
\(ii.\) লব্ধি \(\sqrt{7}\) একক বলের সাথে \(60^{o}\) কোণ উৎপন্ন করে।
\(iii.\) লব্ধি বলদ্বয়ের যোগফল অপেক্ষা ক্ষুদ্রতর
নিচের কোনটি সঠীক?
\(i.\) ও \(ii.\)
\(ii.\) ও \(iii.\)
\(i.\) ও \(iii.\)
\(i.\), \(ii.\) ও \(iii.\)
\(120^{o}\) কোণে আনত \(\sqrt{7}\) এককের দুইটি সমান বল একই বিন্দু হতে ক্রিয়ারত
\(\Rightarrow R=\sqrt{(\sqrt{7})^2+(\sqrt{7})^2+2\sqrt{7}.\sqrt{7}\cos{120^{o}}}\)
\(=\sqrt{7+7+2.7\times-\frac{1}{2}}\)
\(=\sqrt{14-7}\)
\(=\sqrt{7}\)
\(\therefore (i.)\) বাক্যটি সত্য
আবার, \(\theta=\tan^{-1}{\left(\frac{\sqrt{7}\sin{120^{o}}}{\sqrt{7}+\sqrt{7}\cos{120^{o}}}\right)}\)
\(=\tan^{-1}{\left\{\frac{\sqrt{7}\sin{120^{o}}}{\sqrt{7}(1+\cos{120^{o})}}\right\}}\)
\(=\tan^{-1}{\left\{\frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{1-\frac{1}{2}}\right\}}\)
\(=\tan^{-1}{\left\{\frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}}\right\}}\)
\(=\tan^{-1}{\left\{\frac{\sqrt{3}}{2}\times\frac{2}{1}\right\}}\)
\(=\tan^{-1}{\left\{\sqrt{3}\right\}}\)
\(=\tan^{-1}{\left\{\tan{60^{o}}\right\}}\)
\(=60^{o}\)
\(\therefore (ii.)\) বাক্যটি সত্য।
আবার, \(\Rightarrow R=\sqrt{(\sqrt{7})^2+(\sqrt{7})^2+2\sqrt{7}.\sqrt{7}\cos{120^{o}}}\)
\(=\sqrt{7+7+2.7\times-\frac{1}{2}}\)
\(=\sqrt{14-7}\)
\(=\sqrt{7}\)
\(\therefore R=\sqrt{7}\)
\(\therefore R\lt{2\sqrt{7}}\)
\(\therefore (iii.)\) বাক্যটি সত্য।
উত্তরঃ ( ঘ )

২১। \(8\) ও \(6\) একক মানের দুইটি সমমুখী সমান্তরাল বল \(21\) একক দূরত্বে একটি অনড় বস্তুর উপর ক্রিয়ারত। বলদ্বয় অবস্থান বিনিময় করলে লব্ধির ক্রিয়াবিন্দু কত একক দূরে সরে যাবে?
\(1\) একক
\(3\) একক
\(2\) একক
\(4\) একক
ধরি, \(AB=21\)
\(A\) ও \(B\) বিন্দুতে ক্রিয়ারত সদৃশ সমান্তরাল বলদ্বয় \(8\) ও \(6\) যাদের লব্ধি \(C\) বিন্দুতে ক্রিয়ারত।
\(\therefore AC.8=BC.6\)
\(\Rightarrow \frac{AC}{BC}=\frac{6}{8}\)
\(\Rightarrow \frac{AC}{AC+BC}=\frac{6}{6+8}\)
\(\Rightarrow \frac{AC}{AB}=\frac{6}{14}\)
\(\Rightarrow \frac{AC}{21}=\frac{3}{7}\)
\(\Rightarrow AC=\frac{3}{7}\times21\)
\(\Rightarrow AC=9\)
\(\therefore AC=9\) একক
আবার, বলদ্বয় অবস্থান বিনিময় করলে \(A\) ও \(B\) বিন্দুতে ক্রিয়ারত সদৃশ সমান্তরাল বলদ্বয় \(6\) ও \(8\) যাদের লব্ধি \(D\) বিন্দুতে ক্রিয়ারত।
\(\therefore AD.6=BD.8\)
\(\Rightarrow \frac{AD}{BD}=\frac{8}{6}\)
\(\Rightarrow \frac{AD}{AD+BD}=\frac{8}{8+6}\)
\(\Rightarrow \frac{AD}{AB}=\frac{8}{14}\)
\(\Rightarrow \frac{AD}{21}=\frac{4}{7}\)
\(\Rightarrow AD=\frac{4}{7}\times21\)
\(\Rightarrow AD=12\)
\(\therefore AD=12\) একক
লব্ধির ক্রিয়াবিন্দুর সরণ \(CD=AD-AC\)
\(=12-9\)
\(=3\) একক
উত্তরঃ ( গ )

২২। একটি ট্রেন \(30 \text{মি.}/\text{সে.}\) বেগে চলা অবস্থায় ব্রেক করে \(5 \text{মি.}/\text{সে.}^2\) মন্দন সৃষ্টি করা হলো। চতুর্থ সেকেন্ডে এটি কত দূরত্ব অতিক্রম করবে?
\(12.5\) মি.
\(16.5\) মি.
\(14.5\) মি.
\(18.5\) মি.
এখানে, আদিবেগ \(u=30 \text{মি.}/\text{সে.}\) মন্দন \(f=5 \text{মি.}/\text{সে.}^2\)
\(t\) তম সেকেন্ডে অতিক্রান্ত দূরত্ব \(S_{t}=u-\frac{1}{2}f(2t-1)\)
চতুর্থ সেকেন্ডে অতিক্রান্ত দূরত্ব \(S_{4}=30-\frac{1}{2}\times5(2\times4-1)\)
\(=30-\frac{5}{2}(8-1)\)
\(=30-\frac{5}{2}\times7\)
\(=30-\frac{35}{2}\)
\(=\frac{60-35}{2}\)
\(=\frac{25}{2}\)
\(=12.5\) মি.
উত্তরঃ ( ক )

২৩। \(u\) বেগে খাড়া উপরের দিকে নিক্ষিপ্ত একটি বস্তু \(h\) উচ্চতায় আসার দুটি সময়ের পার্থক্য কত?
\(\sqrt{u^2-2gh}\)
\(\frac{g}{2}\sqrt{u^2-2gh}\)
\(\frac{2}{g}\sqrt{u^2-2gh}\)
\(g\sqrt{u^2-2gh}\)
\(u\) বেগে খাড়া উপরের দিকে নিক্ষিপ্ত কোনো বস্তুর উচ্চতা \(h\) এবং উত্থানকাল \(t\) হলে,
\(h=ut-\frac{1}{2}gt^2\)
\(\Rightarrow 2h=2ut-gt^2\)
\(\Rightarrow gt^2-2ut+2h=0\)
\(\Rightarrow t=\frac{-(-2u)\pm{\sqrt{(-2u)^2-4.g.2h}}}{2g}\)
\(\Rightarrow t=\frac{2u\pm{\sqrt{4u^2-8gh}}}{2g}\)
\(\Rightarrow t=\frac{2u\pm{2\sqrt{u^2-2gh}}}{2g}\)
\(\Rightarrow t=\frac{2(u\pm{\sqrt{u^2-2gh}})}{2g}\)
\(\Rightarrow t=\frac{u\pm{\sqrt{u^2-2gh}}}{g}\)
\(\Rightarrow t=\frac{u+\sqrt{u^2-2gh}}{g}, \ \frac{u-\sqrt{u^2-2gh}}{g}; \ t\) এর এই মান দুইটি \(h\) উচ্চতায় আসার দুটি সময় নির্দেশ করে।
সময়ের পার্থক্য \(=\frac{u+\sqrt{u^2-2gh}}{g}-\frac{u-\sqrt{u^2-2gh}}{g}\)
\(=\frac{u+\sqrt{u^2-2gh}-u+\sqrt{u^2-2gh}}{g}\)
\(=\frac{2\sqrt{u^2-2gh}}{g}\)
\(=\frac{2}{g}\sqrt{u^2-2gh}\)
উত্তরঃ ( খ )

২৪। কোনো প্রক্ষেপকের অনুভূমিক পাল্লা \(R,\) বিচরণকাল \(T,\) সর্বাধিক উচ্চতা \(H\) এবং প্রক্ষেপ কোণ \(\alpha\) হলে-
\(i.\) \(R=4H\cot{\alpha}\)
\(ii.\) \(H=\frac{gT^2}{8}\)
\(iii.\) \(\alpha=\tan^{-1}{\left(\frac{gT^2}{2R}\right)}\)
নিচের কোনটি সঠীক?
\(i.\) ও \(ii.\)
\(ii.\) ও \(iii.\)
\(i.\) ও \(iii.\)
\(i.\), \(ii.\) ও \(iii.\)
প্রক্ষেপ কোণ \(u\) হলে-
\(R=\frac{u^2\sin{2\alpha}}{g}, \ H=\frac{u^2\sin^2{\alpha}}{2g}, \ T=\frac{2u\sin{\alpha}}{g}\)
এখন, \(R=\frac{u^2\sin{2\alpha}}{g}\)
\(=\frac{u^2.2\sin{\alpha}\cos{\alpha}}{g}\)
\(=4\times\frac{u^2\sin^2{\alpha}}{2g}\times\frac{\cos{\alpha}}{\sin{\alpha}}\)
\(=4H\cot{\alpha}\)
\(\therefore (i.)\) নং বাক্যটি সত্য।
আবার, \(H=\frac{u^2\sin^2{\alpha}}{2g}\)
\(=\frac{g}{8}\times\frac{4u^2\sin^2{\alpha}}{g^2}\)
\(=\frac{g}{8}\times\left(\frac{2u\sin{\alpha}}{g}\right)^2\)
\(=\frac{g}{8}T^2\)
\(=\frac{gT^2}{8}\)
\(\therefore (ii.)\) নং বাক্যটি সত্য।
আবার, \(R=4H\cot{\alpha}\)
\(\Rightarrow 4H\cot{\alpha}=R\)
\(\Rightarrow \cot{\alpha}=\frac{R}{4H}\)
\(\Rightarrow \tan{\alpha}=\frac{4H}{R}\)
\(=\frac{4}{R}\times H\)
\(=\frac{4}{R}\times\frac{u^2\sin^2{\alpha}}{2g}\)
\(=\frac{2u^2\sin^2{\alpha}}{Rg}\)
\(=\frac{g}{2R}\times\frac{4u^2\sin^2{\alpha}}{g^2}\)
\(=\frac{g}{2R}\times\left(\frac{2u\sin{\alpha}}{g}\right)^2\)
\(=\frac{g}{2R}\times T^2\)
\(\Rightarrow \tan{\alpha}=\frac{gT^2}{2R}\)
\(\therefore \alpha=\tan^{-1}{\left(\frac{gT^2}{2R}\right)}\)
\(\therefore (iii.)\) নং বাক্যটি সত্য।
উত্তরঃ ( ঘ )

২৫। একটি পাথরকে ভূমি থেকে খাড়া উপরের দিকে নিক্ষেপ করা হলে এটি \(5\) সেকেন্ড পরে নিক্ষেপণ বিন্দুতে ফিরে আসে। পাথরটির ভূমিতে পতন বেগ কত?
\(18.56 ms^{-1}\)
\(25.57 ms^{-1}\)
\(24.5 ms^{-1}\)
\(22.40 ms^{-1}\)
এখানে, \(2t=5\) সেকেন্ড
\(\therefore t=2.5\) সেকেন্ড
ভূমিতে পতন বেগ \(v=gt\)
\(\Rightarrow v=9.8\times2.5\)
\(\Rightarrow v=24.5\)
\(\therefore v=24.5 ms^{-1}\)
উত্তরঃ ( খ )