Time and Distance Level 2 (Competitive) – সময় ও দূরত্ব শর্টকাট ও গুরুত্বপূর্ণ MCQ | SSC CHSL, Railway NTPC, Food SI
অধ্যায় 14 | সময় ও দূরত্ব
চাকরির প্রস্তুতি – গণিত – লেভেল 2 – পর্ব 1
গতিবেগের পরিবর্তন, আপেক্ষিক গতি এবং ট্রেন-স্রোতের মাঝারি স্তরের সমীকরণ
🏃 বিশেষত্ব
সময় ও দূরত্বের এই দ্বিতীয় স্তরে আমরা কিছু মাঝারি এবং বিশ্লেষণধর্মী সমস্যা সমাধান করব। গতিবেগ কমলে বা বাড়লে সময়ের তারতম্য, স্টপেজ বা বিশ্রামের কারণে গতিবেগের হ্রাস-বৃদ্ধি, দুটি চলমান ট্রেনের আপেক্ষিক গতিবেগ এবং নৌকা ও স্রোতের আংশিক সমীকরণগুলো এই সেটে নির্ভুলভাবে বিন্যস্ত করা হয়েছে যা চাকরিপ্রার্থীদের চিন্তাভাবনার গভীরতা বাড়াতে সাহায্য করবে।
📝 প্রয়োজনীয় सूत्रাবলি
- গতিবেগ ও সময়ের ব্যস্ত সম্পর্ক: দূরত্ব নির্দিষ্ট থাকলে গতিবেগের অনুপাত $a : b$ হলে প্রয়োজনীয় সময়ের অনুপাত হবে $b : a$। এই রেশিও মেথড ব্যবহার করে বড় বড় অংক চলক ($x$) ধরা ছাড়াই কয়েক সেকেন্ডে করা যায়।
- স্টপেজ বা বিশ্রামের সময় নির্ণয়: প্রতি ঘণ্টায় বাস বা ট্রেনের থামার সময় = $\frac{\text{বিশ্রাম ব্যতীত গতিবেগ} – \text{বিশ্রাম সহ গতিবেগ}}{\text{বিশ্রাম ব্যতীত গতিবেগ}}$। প্রাপ্ত ভগ্নাংশকে 60 দিয়ে গুণ করলেই মিনিটে উত্তর পাওয়া যায়।
🎯 গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর (1-15):
1. একটি গাড়ি একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব নির্দিষ্ট গতিবেগে অতিক্রম করে। গতিবেগ 6 কিমি/ঘণ্টা বাড়ালে 4 ঘণ্টা কম সময় লাগে, কিন্তু গতিবেগ 6 কিমি/ঘণ্টা কমালে 6 ঘণ্টা বেশি সময় লাগে। অতিক্রান্ত মোট দূরত্ব কত?
- (ক) 600 কিমি
- (খ) 720 কিমি
- (গ) 800 কিমি
- (ঘ) 900 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 720 কিমি
সূত্রের সাহায্যে, দূরত্ব $D = \frac{v \times (v + 6)}{6} \times 4$ এবং $D = \frac{v \times (v – 6)}{6} \times 6$
উভয় সমীকরণ তুলনা করে পাই: $4 \times (v + 6) = 6 \times (v – 6)$
$\implies 4v + 24 = 6v – 36 \implies 2v = 60 \implies v = 30$ কিমি/ঘণ্টা (স্বাভাবিক বেগ)।
এখন দূরত্ব $D = \frac{30 \times (30 + 6)}{6} \times 4 = \frac{30 \times 36}{6} \times 4 = 180 \times 4 = 720$ কিমি।
2. একটি ট্রেন দুটি স্টেশনের মধ্যবর্তী দূরত্ব 45 মিনিটে অতিক্রম করে। যদি ট্রেনটির গতিবেগ 5 kiমি/ঘণ্টা হ্রাস করা হয়, তবে সেই একই দূরত্ব অতিক্রম করতে তার 48 মিনিট সময় লাগে। স্টেশন দুটির মধ্যে দূরত্ব কত?
- (ক) 50 কিমি
- (খ) 55 কিমি
- (গ) 60 কিমি
- (ঘ) 65 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 60 কিমি
সময়ের অনুপাত = $45 : 48 = 15 : 16$
যেহেতু দূরত্ব নির্দিষ্ট, তাই গতিবেগের অনুপাত হবে সময়ের ব্যস্তানুপাতিক = $16 : 15$
গতিবেগের অনুপাতের পার্থক্য = $16 – 15 = 1$ অংশ।
শর্তমতে, $1$ অংশ = $5$ কিমি/ঘণ্টা। অতএব স্বাভাবিক গতিবেগ ($16$ অংশ) = $16 \times 5 = 80$ কিমি/ঘণ্টা।
মোট দূরত্ব = $\text{গতিবেগ} \times \text{সময়} = 80 \times \frac{45}{60} = 80 \times \frac{3}{4} = 60$ কিমি।
3. একজন ব্যক্তিকে 45 মিনিটে 6 কিমি দূরত্ব অতিক্রম করতে হবে। তিনি যদি মোট সময়ের $\frac{2}{3}$ অংশে মোট দূরত্বের অর্ধেক পথ অতিক্রম করেন, তবে অবশিষ্ট সময়ে বাকি পথ অতিক্রম করতে তার গতিবেগ কত হতে হবে?
- (ক) 8 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 10 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 12 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 15 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 12 কিমি/ঘণ্টা
মোট দূরত্ব = $6$ কিমি, অর্ধেক দূরত্ব = $3$ কিমি। অবশিষ্ট দূরত্ব = $6 – 3 = 3$ কিমি।
মোট সময় = $45$ মিনিট। ব্যবহৃত সময় = $45 \times \frac{2}{3} = 30$ মিনিট।
অবशिष्ट সময় = $45 – 30 = 15$ মিনিট = $\frac{15}{60}$ ঘণ্টা = $\frac{1}{4}$ ঘণ্টা।
অবশিষ্ট পথের জন্য প্রয়োজনীয় গতিবেগ = $\frac{\text{দূরত্ব}}{\text{সময়}} = \frac{3}{1/4} = 3 \times 4 = 12$ কিমি/ঘণ্টা।
4. একটি এক্সপ্রেস ট্রেন 100 কিমি/ঘণ্টা গড় গতিবেগে চলে এবং প্রতি 75 কিমি অন্তর 3 মিনিটের জন্য থামে। গন্তব্যস্থল 600 কিমি দূরে হলে, সেখানে পৌঁছাতে ট্রেনটির মোট কত সময় লাগবে?
- (ক) 6 ঘণ্টা
- (খ) 6 ঘণ্টা 15 মিনিট
- (গ) 6 ঘণ্টা 21 মিনিট
- (ঘ) 6 ঘণ্টা 24 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 6 ঘণ্টা 21 মিনিট
না থেমে ট্রেনটির চলার সময় = $\frac{600}{100} = 6$ ঘণ্টা।
স্টপেজের সংখ্যা = $\frac{600}{75} = 8$ বার (কিন্তু $8$-ম বার ট্রেনটি গন্তব্যে পৌঁছে যাচ্ছে, তাই সেটি স্টপেজ হিসেবে গণ্য হবে না)।
কার্যকর স্টপেজ সংখ্যা = $8 – 1 = 7$ বার।
মোট থামার সময় = $7 \times 3 = 21$ মিনিট।
সর্বমোট প্রয়োজনীয় সময় = $6$ ঘণ্টা $21$ মিনিট।
5. একজন পুলিশ 250 মিটার দূর থেকে একজন চোরকে লক্ষ্য করে তাড়া করতে শুরু করে। চোরটি 10 কিমি/ঘণ্টা বেগে এবং পুলিশটি 11 কিমি/ঘণ্টা বেগে দৌড়াতে থাকে। ধরা পড়ার আগে চোরটি মোট কত কিলোমিটার পথ অতিক্রম করবে?
- (ক) 1.5 কিমি
- (খ) 2 কিমি
- (গ) 2.5 কিমি
- (ঘ) 3 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 2.5 কিমি
একই অভিমুখে আপেক্ষিক গতিবেগ = $11 – 10 = 1$ কিমি/ঘণ্টা।
পুলিশের চোরটিকে ধরতে প্রয়োজনীয় সময় = $\frac{\text{মাঝের দূরত্ব}}{\text{আপেক্ষিক বেগ}} = \frac{0.25 \text{ কিমি}}{1 \text{ কিমি/ঘণ্টা}} = 0.25$ ঘণ্টা।
এই $0.25$ ঘণ্টায় চোরটির অতিক্রান্ত দূরত্ব = $\text{চোরের বেগ} \times \text{সময়} = 10 \times 0.25 = 2.5$ কিমি।
6. স্টপেজে না থামলে একটি ট্রেনের গড় গতিবেগ 54 কিমি/ঘণ্টা এবং স্টপেজে থামলে ট্রেনটির গড় গতিবেগ হয় 45 কিমি/ঘণ্টা। ট্রেনটি প্রতি ঘণ্টায় গড়ে কত মিনিটের জন্য থামে?
- (ক) 8 মিনিট
- (খ) 10 মিনিট
- (গ) 12 মিনিট
- (ঘ) 15 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 10 মিনিট
সূত্রের সাহায্যে, প্রতি ঘণ্টায় থামার সময় = $\frac{\text{স্বাভাবিক বেগ} – \text{স্টপেজ সহ বেগ}}{\text{স্বাভাবিক বেগ}}$
Thামার সময় = $\frac{54 – 45}{54} = \frac{9}{54} = \frac{1}{6}$ ঘণ্টা।
মিনিটে রূপান্তর করলে: $\frac{1}{6} \times 60 = 10$ মিনিট।
7. 150 মিটার দীর্ঘ একটি ট্রেন রাস্তার পাশের একটি খুঁটিকে 15 সেকেন্ডে অতিক্রম করে। বিপরীত দিক থেকে আসা একই দৈর্ঘ্যের অপর একটি ট্রেনকে সেটি 12 সেকেন্ডে অতিক্রম করলে, দ্বিতীয় ট্রেনটির গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 36 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 45 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 54 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 60 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 54 কিমি/ঘণ্টা
প্রথম ট্রেনের গতিবেগ = $\frac{150}{15} = 10$ মি/সে = $10 \times \frac{18}{5} = 36$ কিমি/ঘণ্টা।
পরস্পরকে অতিক্রম করার মোট দূরত্ব = $150 + 150 = 300$ মিটার।
বিপরীত অভিমুখে আপেক্ষিক বেগ = $\frac{\text{মোট দূরত্ব}}{\text{সময়}} = \frac{300}{12} = 25$ মি/সে = $25 \times \frac{18}{5} = 90$ কিমি/ঘণ্টা।
আপেক্ষিক বেগ = $\text{প্রথম বেগ} + \text{দ্বিতীয় বেগ} \implies 36 + v_2 = 90 \implies v_2 = 90 – 36 = 54$ কিমি/ঘণ্টা।
8. 140 মিটার এবং 160 মিটার দীর্ঘ দুটি ট্রেন সমান্তরাল লাইনে একই অভিমুখে যথাক্রমে 60 কিমি/ঘণ্টা এবং 40 কিমি/ঘণ্টা বেগে চলছে। দ্রুতগামী ট্রেনটি ধীরগতির ট্রেনটিকে সম্পূর্ণ অতিক্রম করতে কত সেকেন্ড সময় নেবে?
- (ক) 40 সেকেন্ড
- (খ) 45 সেকেন্ড
- (গ) 54 সেকেন্ড
- (ঘ) 60 সেকেন্ড
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 54 সেকেন্ড
মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব = $140 + 160 = 300$ মিটার।
একই দিকে চলায় আপেক্ষিক গতিবেগ = $60 – 40 = 20$ কিমি/ঘণ্টা।
মিটার/সেকেন্ডে প্রকাশ: $20 \times \frac{5}{18} = \frac{50}{9}$ mi/সে।
প্রয়োজনীয় সময় = $\frac{\text{মোট দূরত্ব}}{\text{আপেক্ষিক বেগ}} = \frac{300}{50/9} = \frac{300 \times 9}{50} = 6 \times 9 = 54$ সেকেন্ড।
9. এক ব্যক্তি তার স্বাভাবিক গতিবেগের $\frac{5}{6}$ অংশ বেগে হাঁটার কারণে অফিসে পৌঁছাতে 10 মিনিট দেরি করেন। ওই দূরত্ব অতিক্রম করতে তার স্বাভাবিক সময় কত মিনিট লাগত?
- (ক) 40 মিনিট
- (খ) 45 মিনিট
- (গ) 50 মিনিট
- (ঘ) 60 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 50 মিনিট
গতিবেগের অনুপাত (স্বাভাবিক : নতুন) = $6 : 5$
যেহেতু দূরত্ব এক, তাই প্রয়োজনীয় সময়ের অনুপাত = $5 : 6$
সময়ের অনুপাতের তফাত = $6 – 5 = 1$ অংশ।
শর্তমতে, $1$ অংশ = $10$ মিনিট। অতএব স্বাভাবিক সময় ($5$ অংশ) = $5 \times 10 = 50$ মিনিট।
10. এক ব্যক্তি তিনটি সমান দূরত্ব যথাক্রমে 3 কিমি/ঘণ্টা, 4 কিমি/ঘণ্টা এবং 5 কিমি/ঘণ্টা বেগে অতিক্রম করতে মোট 47 মিনিট সময় নেন। মোট অতিক্রান্ত দূরত্বের পরিমাণ কত?
- (ক) 2 কিমি
- (খ) 3 কিমি
- (গ) 4 কিমি
- (ঘ) 5 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 3 কিমি
ধরি, প্রতিটি সমান দূরত্ব = $x$ কিমি। (মোট দূরত্ব = $3x$ কিমি)।
সমীকরণ: $\frac{x}{3} + \frac{x}{4} + \frac{x}{5} = \frac{47}{60}$ (যেহেতু $47$ মিনিট = $\frac{47}{60}$ ঘণ্টা)
$\implies \frac{20x + 15x + 12x}{60} = \frac{47}{60}$
$\implies \frac{47x}{60} = \frac{47}{60} \implies x = 1$ কিমি।
মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব = $3x = 3 \times 1 = 3$ কিমি।
11. একটি গাড়ি 70 কিমি/ঘণ্টা প্রাথমিক গতিবেগ নিয়ে যাত্রা শুরু করে এবং প্রতি 2 ঘণ্টা অন্তর তার গতিবেগ 10 কিমি/ঘণ্টা বৃদ্ধি পায়। গাড়িটি মোট 345 কিমি দূরত্ব কতক্ষণে অতিক্রম করবে?
- (ক) 4 ঘণ্টা
- (খ) 4 ঘণ্টা 30 মিনিট
- (গ) 5 ঘণ্টা
- (ঘ) 5 ঘণ্টা 15 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 4 ঘণ্টা 30 মিনিট
প্রথম $2$ ঘণ্টায় অতিক্রান্ত দূরত্ব = $70 \times 2 = 140$ কিমি। অবশিষ্ট পথ = $345 – 140 = 205$ কিমি।
পরবর্তী $2$ ঘণ্টায় গতিবেগ হবে $80$ কিমি/ঘণ্টা। অতিক্রান্ত দূরত্ব = $80 \times 2 = 160$ কিমি। অবশিষ্ট পথ = $205 – 160 = 45$ কিমি।
পরের ধাপে গতিবেগ বৃদ্ধি পেয়ে হবে $90$ কিমি/ঘণ্টা। এই $45$ কিমি অতিক্রম করতে সময় লাগবে = $\frac{45}{90} = 0.5$ ঘণ্টা (অর্থাৎ $30$ মিনিট)।
সর্বমোট প্রয়োজনীয় সময় = $2$ ঘণ্টা + $2$ ঘণ্টা + $30$ মিনিট = $4$ ঘণ্টা $30$ মিনিট।
12. দুটি ট্রেন একই সময়ে আলিগড় ও দিল্লি থেকে পরস্পরের অভিমুখে যথাক্রমে 16 কিমি/ঘণ্টা এবং 21 কিমি/ঘণ্টা বেগে যাত্রা শুরু করে। যখন তারা মিলিত হয়, দেখা যায় একটি ট্রেন অপরটির চেয়ে 60 কিমি বেশি পথ অতিক্রম করেছে। স্টেশন দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব কত?
- (ক) 400 কিমি
- (ख) 420 কিমি
- (গ) 444 কিমি
- (ঘ) 450 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 444 কিমি
গতিবেগের তফাতের কারণে দূরত্বের তফাত তৈরি হয়।
প্রতি ঘণ্টায় দ্রুতগামী ট্রেনটি বেশি যায় = $21 – 16 = 5$ কিমি।
মোট $60$ কিমি বেশি যেতে ট্রেন দুটির চলার সময় লেগেছে = $\frac{60}{5} = 12$ ঘণ্টা।
স্টেশন দুটির মধ্যে মোট দূরত্ব = $\text{আপেক্ষিক বেগ} \times \text{সময়} = (16 + 21) \times 12 = 37 \times 12 = 444$ কিমি।
13. এক ব্যক্তি স্কুটারে করে একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব অতিক্রম করেন। তিনি যদি 3 কিমি/ঘণ্টা দ্রুত যেতেন, তবে তার 40 মিনিট কম সময় লাগত। আবার তিনি যদি 2 কিমি/ঘণ্টা ধীরগতিতে যেতেন, তবে তার 40 মিনিট বেশি সময় লাগত। অতিক্রান্ত দূরত্বের পরিমাণ কত?
- (ক) 30 কিমি
- (খ) 40 কিমি
- (গ) 50 কিমি
- (ঘ) 60 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 40 কিমি
সূত্রের সাহায্যে, $D = \frac{v \times (v + 3)}{3} \times \frac{40}{60}$ এবং $D = \frac{v \times (v – 2)}{2} \times \frac{40}{60}$
উভয় পক্ষ তুলনা করে পাই: $\frac{v + 3}{3} = \frac{v – 2}{2} \implies 2v + 6 = 3v – 6 \implies v = 12$ কিমি/ঘণ্টা (স্বাভাবিক গতিবেগ)।
এখন দূরত্ব $D = \frac{12 \times (12 + 3)}{3} \times \frac{40}{60} = \frac{12 \times 15}{3} \times \frac{2}{3} = 60 \times \frac{2}{3} = 40$ কিমি।
14. একটি নৌকা স্রোতের প্রতিকূলে 24 কিমি এবং অনুকূলে 28 কিমি পথ অতিক্রম করতে মোট 6 ঘণ্টা সময় নেয়। আবার নৌকাটি প্রতিকূলে 30 কিমি এবং অনুকূলে 21 কিমি পথ অতিক্রম করতে 6.5 ঘণ্টা সময় নেয়। স্থির জলে নৌকাটির নিজস্ব গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 8 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 10 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 12 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 14 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 10 কিমি/ঘণ্টা
ধরি, প্রতিকূলে গতিবেগ = $u$ এবং অনুকূলে গতিবেগ = $d$।
১ম শর্ত: $\frac{24}{u} + \frac{28}{d} = 6$
২য় শর্ত: $\frac{30}{u} + \frac{21}{d} = 6.5$
উভয় সমীকরণ সমাধান করে আমরা পাই, $u = 6$ কিমি/ঘণ্টা এবং $d = 14$ কিমি/ঘণ্টা।
স্থির জলে নৌকার গতিবেগ = $\frac{\text{অনুকূলে বেগ} + \text{প্রতিকূলে বেগ}}{2} = \frac{14 + 6}{2} = \frac{20}{2} = 10$ কিমি/ঘণ্টা।
15. দুটি গাড়ি একই বিন্দু থেকে পরস্পরের সমকোণে থাকা দুটি রাস্তা ধরে একই সময়ে যাত্রা শুরু করে। গাড়ি দুটির গতিবেগ যথাক্রমে 36 কিমি/ঘণ্টা এবং 48 কিমি/ঘণ্টা হলে, 15 সেকেন্ড পর তাদের মধ্যে সরাসরি দূরত্ব কত মিটার হবে?
- (ক) 150 মিটার
- (খ) 200 মিটার
- (গ) 250 মিটার
- (ঘ) 300 মিটার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 250 মিটার
সমকোণে চলার কারণে লব্ধি আপেক্ষিক গতিবেগ অতিভুজ নীতি মেনে চলবে = $\sqrt{36^2 + 48^2} = \sqrt{1296 + 2304} = \sqrt{3600} = 60$ কিমি/ঘণ্টা।
মিটার/সেকেন্ডে প্রকাশ: $60 \times \frac{5}{18} = \frac{50}{3}$ mi/সে।
15 সেকেন্ড পর তাদের মধ্যকার সরাসরি দূরত্ব = $\text{গতিবেগ} \times \text{সময়} = \frac{50}{3} \times 15 = 50 \times 5 = 250$ মিটার।
অধ্যায় 14 | সময় ও দূরত্ব
চакরির প্রস্তুতি – গণিত – লেভেল 2 – পর্ব 2
আপেক্ষিক গতিবেগের গভীর প্রয়োগ, সমকোণী দূরত্ব ও ট্রেন-স্রোতের সমীকরণ সমন্বয়
🏃 বিশেষত্ব
সময় ও দূরত্বের এই লেভেল 2-এর দ্বিতীয় পর্বে আমরা আরও কিছু বৈচিত্র্যময় এবং বিশ্লেষণধর্মী প্রশ্ন সমাধান করব। চোর-পুলিশের মধ্যবর্তী দূরত্বের নিখুঁত হিসাব, দুটি ট্রেনের সমান্তরাল লাইনে একে অপরকে অতিক্রম করার জটিল লজিক, জ্যামিতিক কোণ ধরে গতিবেগের দূরত্ব নির্ণয় এবং নৌকা ও স্রোতের সময়ভিত্তিক অনুপাত মেথড এই সেটে সম্পূর্ণ নির্ভুল গণনা সহ অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।
📝 অ্যাডভান্সড টিপস
- অনুকূল ও প্রতিকূলের সময় অনুপাত: স্থির জলে নৌকার বেগ $x$ এবং স্রোতের বেগ $y$ হলে, অনুকূলে বেগ $(x + y)$ এবং প্রতিকূলে বেগ $(x – y)$ হয়। দূরত্ব নির্দিষ্ট থাকলে, অনুকূল ও প্রতিকূলের গতিবেগের অনুপাত সময়ের অনুপাতের ঠিক ব্যস্তানুপাতিক হবে।
- সমকোণী পথের ট্রিক: দুটি গাড়ি সমকোণে রওনা দিলে $t$ সময় পর তাদের মধ্যকার সরাসরি দূরত্ব অতিভুজ নীতি মেনে চলে। পৃথক দূরত্ব বের করার চেয়ে আপেক্ষিক লব্ধি বেগ বের করে এক লাইনে উত্তর আনা সম্ভব।
🎯 গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর (16-30):
16. একটি train একটি বৈদ্যুতিক খুঁটিকে 15 সেকেন্ডে এবং 100 মিটার দীর্ঘ একটি প্ল্যাটফর্মকে 20 সেকেন্ডে সম্পূর্ণ অতিক্রম করে। ট্রেনটির গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 54 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 60 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 72 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 80 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 72 কিমি/ঘণ্টা
ধরি, ট্রেনের দৈর্ঘ্য = $L$ মিটার।
খুঁটি অতিক্রমের সময় নিজের দৈর্ঘ্য অতিক্রম করে, সুতরাং গতিবেগ = $\frac{L}{15}$।
প্ল্যাটফর্ম অতিক্রমের সময় গতিবেগ = $\frac{L + 100}{20}$।
যেহেতু গতিবেগ সমান: $\frac{L}{15} = \frac{L + 100}{20} \implies 20L = 15L + 1500 \implies 5L = 1500 \implies L = 300$ মিটার।
গতিবেগ = $\frac{300}{15} = 20$ মি/সে।
কিমি/ঘণ্টায় প্রকাশ: $20 \times \frac{18}{5} = 4 \times 18 = 72$ কিমি/ঘণ্টা।
17. A এবং B দুটি স্থানের মধ্যে দূরত্ব 600 কিমি। দুটি ট্রেন একই সময়ে যথাক্রমে 55 কিমি/ঘণ্টা এবং 65 কিমি/ঘণ্টা বেগে পরস্পরের অভিমুখে যাত্রা শুরু করে। A স্থান থেকে কত কিমি দূরে তারা মিলিত হবে?
- (ক) 250 কিমি
- (খ) 275 কিমি
- (গ) 300 কিমি
- (ঘ) 325 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 275 কিমি
পরস্পরের অভিমুখে আসায় আপেক্ষিক গতিবেগ = $55 + 65 = 120$ কিমি/ঘণ্টা।
মিলিত হতে সময় লাগবে = $\frac{\text{মোট দূরত্ব}}{\text{আপেক্ষিক গতিবেগ}} = \frac{600}{120} = 5$ ঘণ্টা।
A থেকে ট্রেনটির গতিবেগ ছিল $55$ কিমি/ঘণ্টা।
$5$ ঘণ্টায় A থেকে অতিক্রান্ত দূরত্ব = $55 \times 5 = 275$ কিমি।
18. এক ব্যক্তি 10 কিমি/ঘণ্টা বেগে গেলে গন্তব্যে পৌঁছাতে 15 মিনিট দেরি করেন। কিন্তু 12 কিমি/ঘণ্টা বেগে গেলে গন্তব্যে পৌঁছাতে 5 মিনিট দেরি হয়। গন্তব্যের দূরত্ব কত?
- (ক) 8 কিমি
- (খ) 10 কিমি
- (গ) 12 কিমি
- (ঘ) 15 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 10 কিমি
শর্টকাট সূত্র: $\text{দূরত্ব} = \frac{v_1 \times v_2}{v_2 – v_1} \times \text{সময়ের পার্থক্য}$
সময়ের পার্থক্য = $15$ মিনিট দেরি – $5$ মিনিট দেরি = $10$ মিনিট = $\frac{10}{60}$ ঘণ্টা = $\frac{1}{6}$ ঘণ্টা।
দূরত্ব = $\frac{10 \times 12}{12 – 10} \times \frac{1}{6} = \frac{120}{2} \times \frac{1}{6} = \frac{60}{6} = 10$ কিমি।
19. 180 মিটার এবং 220 মিটার দীর্ঘ দুটি ট্রেন সমান্তরাল লাইনে চলছে। একই অভিমুখে চললে দ্রুতগামী ট্রেনটি ধীরগতির ট্রেনটিকে 40 সেকেন্ডে অতিক্রম করে। কিন্তু বিপরীত অভিমুখে চললে তারা একে অপরকে 10 সেকেন্ডে অতিক্রম করে। দ্রুতগামী ট্রেনটির গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 72 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 80 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 90 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 108 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 90 কিমি/ঘণ্টা
পরস্পরকে অতিক্রম করার মোট দূরত্ব = $180 + 220 = 400$ মিটার।
একই অভিমুখে আপেক্ষিক বেগ $(v_1 – v_2) = \frac{400}{40} = 10$ মি/সে।
বিপরীত অভিমুখে আপেক্ষিক বেগ $(v_1 + v_2) = \frac{400}{10} = 40$ mi/সে।
উভয় সমীকরণ যোগ করে পাই: $2 \times v_1 = 50 \implies v_1 = 25$ মি/সে (দ্রুতগামী ট্রেনের বেগ)।
কিমি/ঘণ্টায় প্রকাশ: $25 \times \frac{18}{5} = 5 \times 18 = 90$ কিমি/ঘণ্টা।
20. একজন পুলিশ 200 meter দূর থেকে একটি চোরকে দেখে তাড়া করতে শুরু করে। চোরটি 10 কিমি/ঘণ্টা বেগে এবং পুলিশটি 11 কিমি/ঘণ্টা বেগে দৌড়াতে থাকে। 6 মিনিট পর তাদের মধ্যে দূরত্ব কত মিটার হবে?
- (ক) 50 মিটার
- (খ) 100 মিটার
- (গ) 150 মিটার
- (ঘ) 180 মিটার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 100 মিটার
একই অভিমুখে আপেক্ষিক গতিবেগ = $11 – 10 = 1$ কিমি/ঘণ্টা = $\frac{1000 \text{ মিটার}}{60 \text{ মিনিট}} = \frac{100}{6}$ মিটার/মিনিট।
$6$ মিনিটে পুলিশটি চোরের সাপেক্ষে এগিয়ে যাবে = $\frac{100}{6} \times 6 = 100$ মিটার।
শুরুতে তাদের মধ্যে দূরত্ব ছিল $200$ মিটার।
$6$ মিনিট পর অবশিষ্ট দূরত্ব হবে = $200 – 100 = 100$ মিটার।
21. এক ব্যক্তি তার স্বাভাবিক গতিবেগ 20% হ্রাস করলে কোনো নির্দিষ্ট দূরত্ব অতিক্রম করতে তার 10 মিনিট বেশি সময় লাগে। ওই দূরত্ব অতিক্রম করতে তার স্বাভাবিক সময় কত মিনিট?
- (ক) 30 মিনিট
- (খ) 40 মিনিট
- (গ) 50 মিনিট
- (ঘ) 60 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 40 মিনিট
গতিবেগ $20\%$ হ্রাস পাওয়ার অর্থ গতিবেগের অনুপাত হয় = $100 : 80 = 5 : 4$।
যেহেতু দূরত্ব অপরিবর্তিত, সময়ের অনুপাত হবে গতিবেগের ব্যস্তানুপাতিক = $4 : 5$।
সময়ের তফাত = $5 – 4 = 1$ অংশ।
শর্তমতে, $1$ অংশ = $10$ মিনিট। অতএব স্বাভাবিক সময় ($4$ অংশ) = $4 \times 10 = 40$ মিনিট।
22. দুটি গাড়ি একই বিন্দু থেকে পরস্পরের সমকোণে থাকা দুটি রাস্তা ধরে একই সময়ে যাত্রা শুরু করে। গাড়ি দুটির গতিবেগ যথাক্রমে 36 কিমি/ঘণ্টা এবং 48 কিমি/ঘণ্টা হলে, 15 সেকেন্ড পর তাদের মধ্যে সরাসরি দূরত্ব কত মিটার হবে?
- (ক) 150 মিটার
- (খ) 200 মিটার
- (গ) 250 মিটার
- (ঘ) 300 মিটার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 250 মিটার
সমকোণে চলার কারণে লব্ধি আপেক্ষিক গতিবেগ অতিভুজ নীতি মেনে চলবে = $\sqrt{36^2 + 48^2} = \sqrt{1296 + 2304} = \sqrt{3600} = 60$ কিমি/ঘণ্টা।
মিটার/সেকেন্ডে প্রকাশ: $60 \times \frac{5}{18} = \frac{50}{3}$ মি/সে।
$15$ সেকেন্ড পর তাদের মধ্যকার সরাসরি দূরত্ব = $\text{গতিবেগ} \times \text{সময়} = \frac{50}{3} \times 15 = 50 \times 5 = 250$ মিটার。
23. একটি ট্রেন যথাক্রমে 400 মিটার এবং 250 মিটার দীর্ঘ দুটি সেতুকে 40 সেকেন্ড এবং 30 সেকেন্ডে সম্পূর্ণ অতিক্রম করে। ট্রেনটির নিজস্ব দৈর্ঘ্য কত মিটার?
- (ক) 150 মিটার
- (খ) 180 মিটার
- (গ) 200 মিটার
- (ঘ) 250 মিটার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 200 মিটার
ধরি, ট্রেনের দৈর্ঘ্য = $L$ মিটার।
গতিবেগ ধ্রুবক হওয়ায়: $\frac{L + 400}{40} = \frac{L + 250}{30} \implies 3 \times (L + 400) = 4 \times (L + 250) \implies 3L + 1200 = 4L + 1000 \implies L = 1200 – 1000 = 200$ মিটার।
24. একটি নৌকা স্রোতের অনুকূলে 24 কিমি পথ 2 ঘণ্টায় এবং স্রোতের প্রতিকূলে একই পথ 6 ঘণ্টায় অতিক্রম করে। স্রোতের গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 2 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 3 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 4 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 5 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 4 কিমি/ঘণ্টা
স্রোতের অনুকূলে গতিবেগ ($d$) = $\frac{24}{2} = 12$ কিমি/ঘণ্টা।
স্রোতের প্রতিকূলে গতিবেগ ($u$) = $\frac{24}{6} = 4$ কিমি/ঘণ্টা।
স্রোতের গতিবেগ = $\frac{\text{অনুকূলে বেগ} – \text{প্রতিকূলে বেগ}}{2} = \frac{12 – 4}{2} = \frac{8}{2} = 4$ কিমি/ঘণ্টা।
25. স্টপেজে না থামলে একটি ট্রেনের গড় গতিবেগ 72 কিমি/ঘণ্টা এবং স্টপেজে থামলে গড় গতিবেগ হয় 60 কিমি/ঘণ্টা। ট্রেনটি প্রতি ঘণ্টায় গড়ে কত মিনিটের জন্য থামে?
- (ক) 8 মিনিট
- (খ) 10 মিনিট
- (গ) 12 মিনিট
- (ঘ) 15 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 12 মিনিট
প্রতি ঘণ্টায় থামার সময় = $\frac{\text{বিশ্রাম ব্যতীত বেগ} – \text{বিশ্রাম সহ বেগ}}{\text{বিশ্রাম ব্যতীত বেগ}}$
Thামার সময় = $\frac{72 – 60}{72} = \frac{12}{72} = \frac{1}{6}$ ঘণ্টা।
মিনিটে রূপান্তর করলে: $\frac{1}{6} \times 60 = 10$ মিনিট। (ক্ষমা করবেন, প্রশ্নের নিখুঁত হিসাবের মেলবন্ধন অনুযায়ী সঠিক উত্তর হবে ১০ মিনিট, অপশন খ সঠিক)।
সংশোধিত সঠিক অপশন: (খ) 10 মিনিট
26. স্থির জলে এক ব্যক্তির নৌকার বেগ 9 কিমি/ঘণ্টা। একটি নদীর একই দূরত্ব স্রোতের প্রতিকূলে অতিক্রম করতে তার অনুকূলের চেয়ে দ্বিগুণ সময় লাগে। স্রোতের গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 2 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 3 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 4 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 4.5 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 3 কিমি/ঘণ্টা
ধরি, স্রোতের গতিবেগ = $y$ কিমি/ঘণ্টা।
অনুকূলে বেগ = $9 + y$ এবং প্রতিকূলে বেগ = $9 – y$।
যেহেতু প্রতিকূলে দ্বিগুণ সময় লাগে, তাই অনুকূলের গতিবেগ প্রতিকূলের গতিবেগের দ্বিগুণ হবে।
$9 + y = 2 \times (9 – y) \implies 9 + y = 18 – 2y \implies 3y = 9 \implies y = 3$ কিমি/ঘণ্টা।
27. 110 মিটার দীর্ঘ একটি ট্রেন বিপরীত দিক থেকে 6 কিমি/ঘণ্টা বেগে ছুটে আসা এক ব্যক্তিকে 6 সেকেন্ডে সম্পূর্ণ অতিক্রম করে। ট্রেনটির গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 54 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 60 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 66 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 72 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 60 কিমি/ঘণ্টা
আপেক্ষিক গতিবেগ = $\frac{\text{দূরত্ব}}{\text{সময়}} = \frac{110}{6}$ মি/সে।
কিমি/ঘণ্টায় প্রকাশ: $\frac{110}{6} \times \frac{18}{5} = 22 \times 3 = 66$ কিমি/ঘণ্টা।
বিপরীত অভিমুখে আসায় আপেক্ষিক বেগ = $\text{ট্রেনের বেগ} + \text{ব্যক্তির বেগ}$
$66 = \text{ট্রেনের বেগ} + 6 \implies \text{ট্রেনের বেগ} = 66 – 6 = 60$ কিমি/ঘণ্টা।
28. এক ব্যক্তি তার সমগ্র যাত্রাপথের প্রথম অর্ধেক 30 কিমি/ঘণ্টা বেগে এবং বাকি অর্ধেক 20 কিমি/ঘণ্টা বেগে অতিক্রম করেন। সম্পূর্ণ যাত্রায় মোট 5 ঘণ্টা সময় লাগলে মোট দূরত্বের পরিমাণ কত কিমি?
- (ক) 100 কিমি
- (খ) 120 কিমি
- (গ) 140 কিমি
- (ঘ) 150 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 120 কিমি
সমান দূরত্বের ক্ষেত্রে গড় গতিবেগ = $\frac{2 \times 30 \times 20}{30 + 20} = \frac{1200}{50} = 24$ কিমি/ঘণ্টা।
মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব = $\text{গড় গতিবেগ} \times \text{মোট সময়} = 24 \times 5 = 120$ কিমি।
29. দুটি ট্রেন একই সময়ে A এবং B স্টেশন থেকে পরস্পরের অভিমুখে যথাক্রমে 50 কিমি/ঘণ্টা এবং 60 কিমি/ঘণ্টা বেগে যাত্রা শুরু করে। মিলিত হওয়ার সময় দেখা গেল দ্বিতীয় ট্রেনটি প্রথমটির চেয়ে 120 কিমি বেশি পথ অতিক্রম করেছে। স্টেশন দুটির মধ্যে মোট দূরত্ব কত কিমি?
- (ক) 1100 কিমি
- (খ) 1200 কিমি
- (গ) 1320 কিমি
- (ঘ) 1440 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 1320 কিমি
প্রতি ঘণ্টায় দ্বিতীয় ট্রেনটি বেশি পথ যায় = $60 – 50 = 10$ কিমি।
মোট $120$ কিমি বেশি যেতে ট্রেন দুটির পথ চলার সময় লেগেছে = $\frac{120}{10} = 12$ ঘণ্টা।
স্টেশন দুটির মধ্যে মোট দূরত্ব = $\text{আপেক্ষিক বেগ} \times \text{সময়} = (50 + 60) \times 12 = 110 \times 12 = 1320$ কিমি।
30. একটি গাড়ি একটি নির্দিষ্ট গতিবেগে 450 কিমি দূরত্ব অতিক্রম করে। গাড়িটির গতিবেগ 5 কিমি/ঘণ্টা বৃদ্ধি পেলে ওই একই দূরত্ব অতিক্রম করতে 1 ঘণ্টা কম সময় লাগত। গাড়িটির আসল গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা ছিল?
- (ক) 40 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 45 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 50 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 60 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 45 কিমি/ঘণ্টা
অপশন টেস্টের সাহায্যে: আসল গতিবেগ $45$ কিমি/ঘণ্টা হলে সময় লাগত = $\frac{450}{45} = 10$ ঘণ্টা।
গতিবেগ $5$ কিমি/ঘণ্টা বাড়িয়ে $50$ কিমি/ঘণ্টা করলে সময় লাগে = $\frac{450}{50} = 9$ ঘণ্টা।
সময়ের পার্থক্য = $10 – 9 = 1$ ঘণ্টা, যা প্রশ্নের শর্ত পূরণ করে। অতএব আসল গতিবেগ ছিল $45$ কিমি/ঘণ্টা।
অধ্যায় 14 | সময় ও দূরত্ব
চাকরির প্রস্তুতি – গণিত – লেভেল 2 – পর্ব 3
উন্নত আপেক্ষিক গতিবেগ, পর্যায়ক্রমিক ক্রসিং এবং আংশিক যাত্রাপথ বিশ্লেষণ
🏃 বিশেষত্ব
সময় ও দূরত্বের এই লেভেল 2-এর সমাপনী (তৃতীয়) পর্বে আমরা কিছু উচ্চতর ও প্রতিযোগিতামূলক পরীক্ষার উপযোগী মাঝারি স্তরের সমস্যা সমাধান করব। এই সেটে ট্রেনের দৈর্ঘ্য ও গতিবেগের তুলনামূলক সম্পর্ক, চোর-পুলিশের তাড়া করার ক্ষেত্রে প্রকৃত অতিক্রান্ত দূরত্ব, ভিন্ন সময়ে যাত্রা শুরু করা ট্রেনের মিলন সময় এবং ভগ্নাংশভিত্তিক মোট পথ নির্ণয়ের নিখুঁত মেথড আলোচনা করা হয়েছে।
📝 প্রয়োজনীয় সূত্রাবলি
- ভিন্ন সময়ে যাত্রা শুরুর আপেক্ষিক ট্রিক: দুটি গতিশীল বস্তু ভিন্ন সময়ে রওনা দিলে, প্রথমে ১ম বস্তুটিকে একা চালিয়ে ২য় বস্তুটির রওনা দেওয়ার সময় পর্যন্ত নিয়ে আসতে হয়। এরপর অবশিষ্ট দূরত্বের ওপর আপেক্ষিক গতিবেগের সূত্র প্রয়োগ করতে হয়।
- ভগ্নাংশ পথের সমীকরণ: যাত্রাপথের ভিন্ন ভিন্ন অংশ ভিন্ন ভিন্ন যানে অতিক্রম করলে, মোট দূরত্বকে $1$ অংশ ধরে অথবা হরগুলির ল.সা.গু (LCM) দিয়ে একটি কাল্পনিক মোট দূরত্ব ধরে সমীকরণ তৈরি করলে ভগ্নাংশের জটিল হিসাব এড়ানো যায়।
🎯 গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর (31-45):
31. একটি ট্রেন একটি বৈদ্যুতিক খুঁটিকে 12 সেকেন্ডে এবং একটি 200 মিটার দীর্ঘ প্ল্যাটফর্মকে 22 সেকেন্ডে সম্পূর্ণ অতিক্রম করে। ট্রেনটির দৈর্ঘ্য কত?
- (ক) 180 মিটার
- (খ) 200 মিটার
- (গ) 240 মিটার
- (ঘ) 300 abrió মিটার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 240 মিটার
ধরি, ট্রেনের দৈর্ঘ্য = $L$ মিটার।
খুঁটি অতিক্রমের সময় গতিবেগ = $\frac{L}{12}$ এবং প্ল্যাটফর্ম অতিক্রমের সময় গতিবেগ = $\frac{L + 200}{22}$।
যেহেতু গতিবেগ সমান, তাই: $\frac{L}{12} = \frac{L + 200}{22}$
$\implies 22L = 12L + 2400 \implies 10L = 2400 \implies L = 240$ মিটার।
32. 150 মিটার এবং 120 মিটার দীর্ঘ দুটি ট্রেন বিপরীত অভিমুখে সমান্তরাল লাইনে যথাক্রমে 50 কিমি/ঘণ্টা এবং 40 কিমি/ঘণ্টা গতিবেগে ছুটে আসছে। তারা একে অপরকে সম্পূর্ণ অতিক্রম করতে কত সেকেন্ড সময় নেবে?
- (ক) 10 সেকেন্ড
- (খ) 10.8 সেকেন্ড
- (গ) 12 সেকেন্ড
- (ঘ) 15 সেকেন্ড
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 10.8 সেকেন্ড
মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব = ট্রেনের দৈর্ঘ্যের যোগফল = $150 + 120 = 270$ মিটার।
বিপরীত অভিমুখে আপেক্ষিক বেগ = $50 + 40 = 90$ কিমি/ঘণ্টা।
মিটার/সেকেন্ডে প্রকাশ: $90 \times \frac{5}{18} = 25$ মি/সে।
প্রয়োজনীয় সময় = $\frac{270}{25} = 10.8$ সেকেন্ড।
33. একজন চোর একটি গাড়ি চুরি করে 15 কিমি/ঘণ্টা বেগে পালাতে শুরু করল। চোর পালানোর ঠিক 100 মিটার দূর থেকে একজন পুলিশ 18 কিমি/ঘণ্টা বেগে তাকে তাড়া করল। ধরা পড়ার আগে চোরটি মোট কত মিটার পথ অতিক্রম করবে?
- (ক) 400 মিটার
- (খ) 500 মিটার
- (গ) 600 মিটার
- (ঘ) 800 মিটার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 500 মিটার
একই অভিমুখে আপেক্ষিক গতিবেগ = $18 – 15 = 3$ কিমি/ঘণ্টা = $3 \times \frac{5}{18} = \frac{5}{6}$ মি/সে।
পুলিশের চোরটিকে ধরতে প্রয়োজনীয় সময় = $\frac{100}{5/6} = 120$ সেকেন্ড = $2$ মিনিট = $\frac{2}{60} = \frac{1}{30}$ ঘণ্টা।
এই সময়ে চোরটির অতিক্রান্ত দূরত্ব = $\text{চোরের বেগ} \times \text{সময়} = 15 \times \frac{1}{30} = 0.5$ কিমি = $500$ মিটার।
34. এক ব্যক্তি তার স্বাভাবিক গতিবেগের $\frac{4}{5}$ অংশ বেগে হেঁটে অফিসে গন্তব্যে পৌঁছাতে 12 মিনিট দেরি করেন। ওই দূরত্ব অতিক্রম করতে তার স্বাভাবিক সময় কত মিনিট লাগে?
- (ক) 40 মিনিট
- (খ) 45 মিনিট
- (গ) 48 মিনিট
- (ঘ) 50 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 48 মিনিট
গতিবেগের অনুপাত (স্বাভাবিক : নতুন) = $5 : 4$
দূরত্ব এক থাকায় প্রয়োজনীয় সময়ের অনুপাত = $4 : 5$
সময়ের অনুপাতের পার্থক্য = $5 – 4 = 1$ অংশ।
শর্তমতে, $1$ অংশ = $12$ মিনিট। অতএব স্বাভাবিক সময় ($4$ অংশ) = $4 \times 12 = 48$ মিনিট।
35. এক ব্যক্তি গাড়ি চালিয়ে একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব 40 কিমি/ঘণ্টা বেগে অতিক্রম করেন এবং ২০ কিমি/ঘণ্টা বেগে বাইকে ফিরে আসেন। সমগ্র যাতায়াতে মোট 15 ঘণ্টা সময় লাগলে, তিনি মোট কত কিলোমিটার দূরত্ব (যাতায়াত মিলিয়ে) অতিক্রম করেছিলেন?
- (ক) 300 কিমি
- (খ) 350 কিমি
- (গ) 400 কিমি
- (ঘ) 450 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 400 কিমি
যাতায়াতের একদিকের দূরত্ব সমান হওয়ায় গড় গতিবেগ = $\frac{2 \times 40 \times 20}{40 + 20} = \frac{1600}{60} = \frac{80}{3}$ কিমি/ঘণ্টা।
মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব (যাতায়াত মিলিয়ে) = $\text{গড় গতিবেগ} \times \text{মোট সময়} = \frac{80}{3} \times 15 = 80 \times 5 = 400$ কিমি।
36. স্টপেজে না থামলে একটি বাসের গতিবেগ 80 কিমি/ঘণ্টা এবং স্টপেজে থামলে বাসটির গড় গতিবেগ হয় 60 কিমি/ঘণ্টা। বাসটি প্রতি ঘণ্টায় গড়ে কত মিনিটের জন্য থামে?
- (ক) 10 মিনিট
- (খ) 12 মিনিট
- (গ) 15 মিনিট
- (ঘ) 18 মিনিট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 15 মিনিট
প্রতি ঘণ্টায় থামার সময় = $\frac{\text{বিশ্রাম ব্যতীত বেগ} – \text{বিশ্রাম সহ বেগ}}{\text{বিশ্রাম ব্যতীত বেগ}} = \frac{80 – 60}{80} = \frac{20}{80} = \frac{1}{4}$ ঘণ্টা।
মিনিটে প্রকাশ করলে: $\frac{1}{4} \times 60 = 15$ মিনিট।
37. একটি ট্রেন রাস্তার পাশের একটি 150 মিটার দীর্ঘ প্ল্যাটফর্মকে 18 সেকেন্ডে এবং অপর একটি 250 মিটার দীর্ঘ প্ল্যাটফর্মকে 22 সেকেন্ডে সম্পূর্ণ অতিক্রম করে। ট্রেনটির গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 72 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 80 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 90 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 100 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 90 কিমি/ঘণ্টা
সময়ের তফাত = $22 – 18 = 4$ সেকেন্ড। এই 4 সেকেন্ডে অতিরিক্ত অতিক্রান্ত দূরত্ব = $250 – 150 = 100$ মিটার।
ট্রেনটির গতিবেগ = $\frac{100}{4} = 25$ মি/সে।
কিমি/ঘণ্টায় রূপান্তর: $25 \times \frac{18}{5} = 5 \times 18 = 90$ কিমি/ঘণ্টা।
38. একটি নৌকা স্রোতের অনুকূলে 30 কিমি পথ 2 ঘণ্টায় এবং স্রোতের প্রতিকূলে একই পথ 6 ঘণ্টায় অতিক্রম করে। স্থির জলে নৌকাটির নিজস্ব গতিবেগ কত কিমি/ঘণ্টা?
- (ক) 8 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 10 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 12 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 14 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 10 কিমি/ঘণ্টা
স্রোতের অনুকূলে গতিবেগ ($d$) = $\frac{30}{2} = 15$ কিমি/ঘণ্টা।
স্রোতের প্রতিকূলে গতিবেগ ($u$) = $\frac{30}{6} = 5$ কিমি/ঘণ্টা।
স্থির জলে নৌকার গতিবেগ = $\frac{d + u}{2} = \frac{15 + 5}{2} = \frac{20}{2} = 10$ কিমি/ঘণ্টা।
39. দুটি স্টেশন A এবং B-এর মধ্যে দূরত্ব 250 কিমি। একটি ট্রেন সকাল 8 টায় A স্টেশন থেকে 40 কিমি/ঘণ্টা বেগে B-এর অভিমুখে রওনা দেয়। অপর একটি ট্রেন সকাল 9 টায় B স্টেশন থেকে 30 কিমি/ঘণ্টা বেগে A-এর অভিমুখে রওনা দেয়। ট্রেন দুটি কখন মিলিত হবে?
- (ক) সকাল 11 টায়
- (খ) দুপুর 12 টায়
- (গ) দুপুর 1:00 টায়
- (ঘ) দুপুর 2:00 টায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) দুপুর 12 টায়
সকাল 8 টা থেকে 9 টা পর্যন্ত ১ম ট্রেনটি একাকী $1$ ঘণ্টা চলেছে।
$1$ ঘণ্টায় ১ম ট্রেন যায় = $40$ কিমি। সকাল 9 টায় তাদের মধ্যে অবশিষ্ট দূরত্ব = $250 – 40 = 210$ কিমি।
সকাল 9 টার পর বিপরীত অভিমুখে আপেক্ষিক গতিবেগ = $40 + 30 = 70$ কিমি/ঘণ্টা।
অবশিষ্ট দূরত্ব অতিক্রম করতে সময় লাগবে = $\frac{210}{70} = 3$ ঘণ্টা।
মিলিত হওয়ার সময় = সকাল 9:00 + 3 ঘণ্টা = দুপুর 12:00 টায়।
40. এক ব্যক্তি 10 কিমি/ঘণ্টার পরিবর্তে 14 কিমি/ঘণ্টা বেগে হাঁটলে একই সময়ে 20 কিমি বেশি পথ অতিক্রম করতে পারতেন। তার দ্বারা অতিক্রান্ত প্রকৃত দূরত্ব কত ছিল?
- (ক) 40 কিমি
- (খ) 45 কিমি
- (গ) 50 কিমি
- (ঘ) 55 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 50 কিমি
গতিবেগের তফাত = $14 – 10 = 4$ কিমি/ঘণ্টা।
এই গতিবেগের পার্থক্যের কারণে তিনি $20$ কিমি বেশি পথ যান। সুতরাং মোট সময় = $\frac{20}{4} = 5$ ঘণ্টা।
প্রকৃত অতিক্রান্ত দূরত্ব = $\text{স্বাভাবিক বেগ} \times \text{সময়} = 10 \times 5 = 50$ কিমি।
41. একটি গাড়ি মোট 10 ঘণ্টায় একটি যাত্রা সম্পূর্ণ করে। গাড়িটি যাত্রাপথের প্রথম অর্ধেক 21 কিমি/ঘণ্টা বেগে এবং দ্বিতীয় অর্ধেক 24 কিমি/ঘণ্টা বেগে অতিক্রম করলে, মোট দূরত্বের পরিমাণ কত ছিল?
- (ক) 210 কিমি
- (খ) 220 কিমি
- (গ) 224 কিমি
- (ঘ) 230 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 224 কিমি
সমান দূরত্বের ক্ষেত্রে গড় গতিবেগ = $\frac{2 \times 21 \times 24}{21 + 24} = \frac{1008}{45} = 22.4$ কিমি/ঘণ্টা।
মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব = $\text{গড় গতিবেগ} \times \text{মোট সময়} = 22.4 \times 10 = 224$ কিমি।
42. 110 মিটার দীর্ঘ একটি ট্রেন বিপরীত দিক থেকে 6 কিমি/ঘণ্টা বেগে হেঁটে আসা এক ব্যক্তিকে 6 সেকেন্ডে সম্পূর্ণ অতিক্রম করে। ট্রেনটির নিজস্ব গতিবেগ কত ছিল?
- (ক) 54 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 60 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 64 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 70 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 60 কিমি/ঘণ্টা
আপেক্ষিক গতিবেগ = $\frac{\text{দূরত্ব}}{\text{সময়}} = \frac{110}{6}$ মি/সে।
কিমি/ঘণ্টায় প্রকাশ: $\frac{110}{6} \times \frac{18}{5} = 22 \times 3 = 66$ কিমি/ঘণ্টা।
বিপরীত অভিমুখে চলায়, $\text{আপেক্ষিক বেগ} = \text{ট্রেনের বেগ} + \text{ব্যক্তির বেগ} \implies 66 = \text{ট্রেনের বেগ} + 6 \implies \text{ট্রেনের বেগ} = 60$ কিমি/ঘণ্টা।
43. দুটি গাড়ির গতিবেগের অনুপাত 7 : 8। যদি দ্বিতীয় গাড়িটি 4 ঘণ্টায় 400 কিমি দূরত্ব অতিক্রম করে, তবে প্রথম গাড়িটির গতিবেগ কত?
- (ক) 80 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 85 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 87.5 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 90 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 87.5 কিমি/ঘণ্টা
দ্বিতীয় গাড়ির গতিবেগ = $\frac{400}{4} = 100$ কিমি/ঘণ্টা।
অনুপাত অনুযায়ী, $8$ অংশ = $100$ কিমি/ঘণ্টা $\implies 1$ অংশ = $12.5$ কিমি/ঘণ্টা।
اول গাড়িটির গতিবেগ ($7$ অংশ) = $7 \times 12.5 = 87.5$ কিমি/ঘণ্টা।
44. একটি বিমান কোনো নির্দিষ্ট দূরত্ব 240 কিমি/ঘণ্টা বেগে উড়ে 5 ঘণ্টায় অতিক্রম করে। ওই একই দূরত্ব $1\frac{2}{3}$ ঘণ্টায় অতিক্রম করতে হলে বিমানটির গতিবেগ কত হতে হবে?
- (ক) 600 কিমি/ঘণ্টা
- (খ) 680 কিমি/ঘণ্টা
- (গ) 720 কিমি/ঘণ্টা
- (ঘ) 750 কিমি/ঘণ্টা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (গ) 720 কিমি/ঘণ্টা
মোট দূরত্ব = $\text{গতিবেগ} \times \text{সময়} = 240 \times 5 = 1200$ কিমি।
নতুন সময় = $1\frac{2}{3}$ ঘণ্টা = $\frac{5}{3}$ ঘণ্টা।
নতুন প্রয়োজনীয় গতিবেগ = $\frac{\text{দূরত্ব}}{\text{নতুন সময়}} = \frac{1200}{5/3} = \frac{1200 \times 3}{5} = 240 \times 3 = 720$ কিমি/ঘণ্টা।
45. এক ব্যক্তি তার মোট যাত্রাপথের $\frac{2}{15}$ অংশ ট্রেনে, $\frac{9}{20}$ অংশ বাসে এবং অবশিষ্ট 10 কিমি পথ পায়ে হেঁটে অতিক্রম করেন। তার মোট যাত্রাপথের দূরত্ব কত ছিল?
- (ক) 20 কিমি
- (খ) 24 কিমি
- (গ) 28 কিমি
- (ঘ) 30 কিমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
সঠিক উত্তর: (খ) 24 কিমি
যানবাহনে অতিক্রান্ত মোট অংশ = $\frac{2}{15} + \frac{9}{20} = \frac{8 + 27}{60} = \frac{35}{60} = \frac{7}{12}$ অংশ।
অবশিষ্ট অংশ = $1 – \frac{7}{12} = \frac{5}{12}$ অংশ।
শর্তমতে, এই $\frac{5}{12}$ অংশ = $10$ কিমি $\implies 1$ অংশ (সম্পূর্ণ পথ) = $10 \times \frac{12}{5} = 24$ কিমি।