DUET Admission 2027 Model Exam 022 - সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং (CE)
Civil Engineering · আসন সংখ্যা: 120
১ম পত্র: নন-টেকনিক্যাল (পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন, গণিত ও ইংরেজি)
পদার্থবিজ্ঞান (৪০) · রসায়ন (৪০) · গণিত (৪০) · ইংরেজি (৩০)বিভাগ-ক: বহু নির্বাচনি প্রশ্ন (MCQ)
৪০টি প্রশ্ন × ১.৫ নম্বর = ৬০ নম্বর (নেগেটিভ মার্ক ০.২৫)একটি stone circular path-এ ঘোরাতে string tension না থাকলে কী force অনুপস্থিত?
Centripetal force-এর কাজ zero হলেও power কত?
Uniform circular motion-এ angular momentum-এর magnitude constant থাকতে পারে কেন?
Centripetal force ও centrifugal force-এর pair কি Newton third-law pair?
Centripetal force-এর source বদলাতে পারে?
একটি bead circular wire-এ ঘুরলে wire-এর normal force কী করতে পারে?
Magnetic force charged particle-এর circular motion-এ কী role নিতে পারে?
Magnetic centripetal force-এর work কত?
Centripetal acceleration-এর direction velocity-এর সঙ্গে কী relation?
Centripetal force-এর magnitude speed-এর সঙ্গে কীভাবে বদলায়?
\(2H₂O(g) ⇌ 2H₂(g) + O₂(g)\) বিক্রিয়াটিতে নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন আর্গন) স্থির আয়তনে যোগ করলে সাম্যাবস্থার কী পরিবর্তন হবে?
পর্যায় সারণিতে C মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
পর্যায় সারণিতে P মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
পর্যায় সারণিতে F মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
Ne এর পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সংশ্লিষ্ট পর্যায়ের অন্যান্য মৌলের তুলনায় কেমন?
XeF₄ অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংকরায়ন (Hybridization) এবং জ্যামিতিক গঠন কোনটি?
HF ও NaOH এর প্রশমন তাপের মান -68.6 kJ/mol (ব্যতিক্রমী বেশি) কেন?
প্রোপিনকে HBr এর সাথে বিক্রিয়া করালে প্রধান উৎপাদ কোনটি? (Markownikoff)
°C তাপমাত্রায় \(\text{NH₃}\) গ্যাসের মূল গড় বর্গবেগ (RMS Velocity) কত? (M = 17.0 g/mol, R = 8.314 J/mol·K)
\(2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g) + 57 kJ\) বিক্রিয়াটিতে নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন আর্গন) স্থির আয়তনে যোগ করলে সাম্যাবস্থার কী পরিবর্তন হবে?
|z| = 13 এবং Re(z) = 5 হলে |Im(z)| কত?
arg(z₁/z₂) (z₂ ≠ 0) কত?
|z - 3| = 4 কিসের সমীকরণ?
quadratic equation-এর discriminant ঋণাত্মক হলে roots কেমন হয়?
z³ = 8i সমীকরণের একটি root কোনটি?
x² + 3x + 4 = 0 সমীকরণের শূন্যগুলির গুণফল কত?
x² + 10x + 16 = 0 সমীকরণের শূন্যগুলি কী?
∫ [x / (1 + x²)] dx এর মান কোনটি?
(2 - 3i)(3 + 2i) এর real part কত?
i-এর multiplicative inverse কত?
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The aspiring diploma engineer was very keen ___ mastering finite element modeling.'
The train left before I arrived at the station.
The baby ___ since morning.
Choose the correct sentence with proper Subject-Verb Agreement:
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The defendant was accused ___ misappropriating public funds.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The research scholars were anxious ___ their semester evaluation results.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The university bestowed an honorary doctorate ___ the eminent scientist.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'Contractors must comply ___ the statutory environmental norms.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The research monograph was dedicated ___ the pioneering engineers of Bangladesh.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The geotechnical crew was actively engaged ___ deep soil sampling.'
বিভাগ-খ: সংক্ষিপ্ত ও বর্ণনামূলক লিখিত প্রশ্ন (Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরএকটি বস্তুকে অনুভূমিকের সাথে \(30^\circ\) কোণে \(40\,\text{m/s}\) বেগে নিক্ষেপ করা হলো (\(g = 9.8\,\text{m/s}^2\))।
(ক) বস্তুটির সর্বাধিক উচ্চতা (\(H\)) এবং উড্ডয়ন কাল (\(T\)) নির্ণয় করো।
(খ) বস্তুটির অনুভূমিক পাল্লা (\(R\)) কত হবে? [মান: ৫]
গণনা:
- \(u = 40\,\text{m/s}, \alpha = 30^\circ\)
(ক) সর্বাধিক উচ্চতা: \[H = \frac{u^2 \sin^2\alpha}{2g} = \frac{40^2 \times \sin^2(30^\circ)}{2 \times 9.8} = \frac{1600 \times 0.25}{19.6} = \frac{400}{19.6} = \mathbf{20.41\,\text{m}}\]
উড্ডয়ন কাল: \[T = \frac{2 u \sin\alpha}{g} = \frac{2 \times 40 \times 0.5}{9.8} = \frac{40}{9.8} = \mathbf{4.08\,\text{s}}\]
(খ) অনুভূমিক পাল্লা: \[R = \frac{u^2 \sin 2\alpha}{g} = \frac{1600 \times \sin(60^\circ)}{9.8} = \frac{1600 \times 0.866}{9.8} = \frac{1385.64}{9.8} = \mathbf{141.39\,\text{m}}\]
পৃষ্ঠটান (Surface Tension)-এর সংজ্ঞা ও মাত্রা সমীকরণ লেখ। একটি কৈশিক নলে পানির আরোহণ উচ্চতার সমীকরণ \(h = \frac{2 T \cos\theta}{r \rho g}\) প্রতিপাদন করো। [মান: ৫]
সংজ্ঞা: তরলের মুক্ত পৃষ্ঠে অঙ্কিত একক দৈর্ঘ্যের কাল্পনিক রেখার সাথে লম্বভাবে এবং পৃষ্ঠের স্পর্শক বরাবর যে বল ক্রিয়া করে তাকে তরলের পৃষ্ঠটান বলে: \(T = F / L\) (একক \(\text{N/m}\), মাত্রা \([MT^{-2}]\))।
কৈশিক আরোহণ প্রতিপাদন:
\(r\) ব্যাসার্ধের নলের পরিধিতে পৃষ্ঠটানজনিত ঊর্ধ্বমুখী বল: \[F_{up} = T \times (2\pi r) \times \cos\theta\]
উত্থিত \(h\) উচ্চতার পানি স্তম্ভের ওজন (নিম্নমুখী বল): \[W = m g = (\pi r^2 h \rho) g\]
ভারসাম্য অবস্থায় (\(F_{up} = W\)): \[2\pi r T \cos\theta = \pi r^2 h \rho g \implies \mathbf{h = \frac{2 T \cos\theta}{r \rho g}}\]
তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্রটি বিবৃতি ও গাণিতিক রূপ লেখ। একটি সিস্টেমে \(500\,\text{J}\) তাপ সরবরাহ করায় সিস্টেম কর্তৃক সম্পাদিত বাহ্যিক কাজ \(300\,\text{J}\) হলে এর অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন (\(\Delta U\)) কত হবে? [মান: ৫]
বিবৃতি: যখন কাজ তাপে বা তাপ কাজে রূপান্তরিত হয়, তখন কাজ ও তাপ পরস্পর সমানুপাতিক (\(W \propto Q\))।
গাণিতিক রূপ: \(\Delta Q = \Delta U + \Delta W\)।
গণনা:
- \(\Delta Q = +500\,\text{J}\) (গৃহীত তাপ)
- \(\Delta W = +300\,\text{J}\) (সম্পাদিত কাজ)
\[\Delta U = \Delta Q - \Delta W = 500 - 300 = \mathbf{+200\,\text{J}}\]
অভ্যন্তরীণ শক্তি \(200\,\text{J}\) বৃদ্ধি পায়।
দ্য ব্রগলি (de Broglie) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমীকরণ \(\lambda = \frac{h}{p}\) প্রতিপাদন করো। \(100\,\text{V}\) বিভব পার্থক্যের মধ্য দিয়ে ত্বরান্বিত একটি ইলেকট্রনের দ্য ব্রগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত? (\(h = 6.63 \times 10^{-34}\,\text{J}\cdot\text{s}, m_e = 9.11 \times 10^{-31}\,\text{kg}, e = 1.6 \times 10^{-19}\,\text{C}\)) [মান: ৫]
প্রতিপাদন: আইনস্টাইনের সমীকরণ \(E = m c^2 = h \nu = h \frac{c}{\lambda} \implies \lambda = \frac{h}{m c} = \frac{h}{p}\)।
ইলেকট্রনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য:
গতিশক্তি \(K = e V = \frac{p^2}{2m} \implies p = \sqrt{2 m e V}\)।
\[\lambda = \frac{h}{\sqrt{2 m e V}} = \frac{6.63 \times 10^{-34}}{\sqrt{2 \times (9.11 \times 10^{-31}) \times (1.6 \times 10^{-19}) \times 100}}\]
\[\lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34}}{\sqrt{2.9152 \times 10^{-47}}} = \frac{6.63 \times 10^{-34}}{5.40 \times 10^{-24}} = 1.228 \times 10^{-10}\,\text{m} = \mathbf{0.123\,\text{nm (1.23 \AA)}}\]
ভূ-পৃষ্ঠ হতে কত উচ্চতায় অভিকর্ষজ ত্বরণ \(g\) এর মান ভূ-পৃষ্ঠের মানের 64% হবে? (পৃথিবীর ব্যাসার্ধ \(R = 6400 ext{ km}\))
প্রদত্ত: \(g_h = 0.64 g\), পৃথিবীর ব্যাসার্ধ \(R = 6400 ext{ km}\)।
উচ্চতায় অভিকর্ষজ ত্বরণের সূত্র: \[g_h = g \left( rac{R}{R + h}
ight)^2 \implies 0.64 = \left( rac{R}{R + h}
ight)^2\]
উভয়পক্ষে বর্গমূল নিয়ে: \[0.8 = rac{R}{R + h} \implies 0.8(R + h) = R \implies 0.8h = 0.2R\]
\[h = rac{0.2}{0.8} R = rac{1}{4} R = rac{6400}{4} = 1600 ext{ km}\]
মহাকর্ষ বল ও দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক সম্পর্ক প্রয়োগ।
ফ্যারাডের তড়িৎ বিশ্লেষণের ১ম সূত্রটি লেখ। কপার সালফেট দ্রবণে \(2\,\text{A}\) কারেন্ট \(30\) মিনিট ধরে চালনা করলে ক্যাথোডে কত গ্রাম তামা জমা হবে? (\(\text{Cu}\)-এর তড়িৎ রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক \(Z = 0.000329\,\text{g/C}\)) [মান: ৫]
১ম সূত্র: তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় কোনো তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত বা দ্রবীভূত পদার্থের ভর প্রবাহিত তড়িৎ আধানের সমানুপাতিক (\(W \propto Q \implies W = Z I t\))।
গণনা:
- \(I = 2\,\text{A}\)
- \(t = 30 \times 60 = 1800\,\text{s}\)
- \(Z = 0.000329\,\text{g/C}\)
\[W = Z \cdot I \cdot t = 0.000329 \times 2 \times 1800 = 0.000329 \times 3600 = \mathbf{1.1844\,\text{g}}\]
অতএব ক্যাথোডে \(1.184\,\text{g}\) তামা জমা হবে।
লা-শাতেলিয়ারের নীতিটি বিবৃত করো। হেবার-বশ পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের সাম্যাবস্থায়:
\[\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g), \quad \Delta H = -92.4\,\text{kJ/mol}\]
তাপমাত্রা ও চাপের প্রভাব ব্যাখ্যা করো। সর্বোচ্চ উৎপাদনের অনুকূল শর্ত কী? [মান: ৫]
নীতি: কোনো উভমুখী বিক্রিয়া সাম্যাবস্থায় থাকাকালে তাপমাত্রা, চাপ বা ঘনমাত্রার মতো নিয়ামক পরিবর্তন করলে সাম্যের অবস্থান এমনভাবে পরিবর্তিত হয় যাতে নিয়ামক পরিবর্তনের ফলাফল প্রশমিত হয়।
প্রভাব:
১. তাপমাত্রার প্রভাব: যেহেতু বিক্রিয়াটি তাপোৎপাদী (\(\Delta H < 0\)), তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে লা-শাতেলিয়ার নীতি অনুসারে বিক্রিয়া পেছনের দিকে সরে যাবে (অ্যামোনিয়া উৎপাদন কমবে)। তাই কম তাপমাত্রা অনুকূল (তবে গতি ঠিক রাখতে সর্বোত্তম তাপমাত্রা \(450^\circ-500^\circ\text{C}\))।
২. চাপের প্রভাব: বামে মোট ৪ মোল গ্যাস এবং ডানে ২ মোল গ্যাস। চাপ বাড়ালে বিক্রিয়া বেশি মোল থেকে কম মোলের দিকে (সম্মুখপানে) ধাবিত হবে।
অনুকূল শর্ত: \(200\,\text{atm}\) উচ্চ চাপ, \(450^\circ-500^\circ\text{C}\) তাপমাত্রা এবং আয়রন (Fe) প্রভাবক।
মারকনিকভের (Markownikoff's) নিয়মটি বিবৃত করো এবং প্রোপিনের (\(\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2\)) সাথে \(\text{HBr}\)-এর বিক্রিয়াটিতে প্রধান উৎপাদ কোনটি হবে তা বিক্রিয়াসহ ব্যাখ্যা করো। [মান: ৫]
মারকনিকভের নিয়ম: অসম অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বনের সাথে অসম বিকারক অণুর সংযোজন বিক্রিয়ায় বিকারকের ঋণাত্মক অংশটি দ্বিবন্ধনযুক্ত কার্বনদ্বয়ের যেটিতে কম সংখ্যক হাইড্রোজেন পরমাণু রয়েছে তার সাথে যুক্ত হয়।
প্রোপিন + HBr বিক্রিয়া:
\[\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{HBr} \longrightarrow \text{CH}_3-\text{CH}(\text{Br})-\text{CH}_3 \quad (80\%\text{ 2-Bromopropane})\]
- প্রোপিনের মাঝের কার্বনে মাত্র ১টি হাইড্রোজেন থাকায় ঋণাত্মক ব্রোমাইড (\(\text{Br}^-\)) আয়ন সেখানে যুক্ত হয়ে প্রধান উৎপাদ 2-ব্রোমোপ্রোপেন তৈরি করে।
আম্লিক মাধ্যমে পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (\(\text{KMnO}_4\)) দ্বারা অক্সালিক অ্যাসিড (\(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4\)) এর জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াটি আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে সমতাবিধান করো।
বিক্রিয়ার সমতাবিধান ধাপসমূহ:
১. বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
\[\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O} \quad \times 2\]
২. জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
\[\text{C}_2\text{O}_4^{2-} \longrightarrow 2\text{CO}_2 + 2e^- \quad \times 5\]
৩. ইলেকট্রন সমতা করে যোগ:
\[2\text{MnO}_4^- + 16\text{H}^+ + 5\text{C}_2\text{O}_4^{2-} \longrightarrow 2\text{Mn}^{2+} + 10\text{CO}_2 + 8\text{H}_2\text{O}\]
আণবিক রূপ:
\[2\text{KMnO}_4 + 5\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 10\text{CO}_2 + 8\text{H}_2\text{O}\]
আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে জারণ সংখ্যা পরিবর্তন ও ইলেকট্রন বিনিময় সমীকরণ।
প্রোপিনের (\(\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2\)) সাথে \(\text{HBr}\) এর সংযোজন বিক্রিয়াটি (ক) পারঅক্সাইডের অনুপস্থিতিতে (মারকভনিকভ নিয়ম) এবং (খ) জৈব পারঅক্সাইডের উপস্থিতিতে (খারাশ প্রভাব) সমীকরণসহ কৌশল ব্যাখ্যা করো।
(ক) পারঅক্সাইডের অনুপস্থিতিতে (Markovnikov's Rule):
অপ্রতিসম অ্যালকিনে অসম বিকারক যুক্ত হলে ঋণাত্মক অংশ (\(\text{Br}^-\)) কম হাইড্রোজেনযুক্ত কার্বনে যুক্ত হয়।
\[\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{HBr} \longrightarrow \text{CH}_3-\text{CH(Br)}-\text{CH}_3 \quad (2\text{-ব্রোমোপ্রোপেন, মূখ্য})\]
কৌশল: অধিক স্থিতিশীল ২° কার্বোক্যাটায়ন (\(\text{CH}_3-\text{CH}^+-\text{CH}_3\)) গঠনের মাধ্যমে বিক্রিয়াটি ঘটে।
(খ) পারঅক্সাইডের উপস্থিতিতে (Anti-Markovnikov / Kharasch Effect):
মুক্তমূলক (Free Radical) মেকানিজমে \(\text{Br}^\bullet\) অধিক হাইড্রোজেনযুক্ত প্রান্তে যুক্ত হয়ে অধিক স্থিতিশীল ২° মুক্তমূলক গঠন করে।
\[\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{HBr} \xrightarrow{\text{Peroxide}} \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2\text{Br} \quad (1\text{-ব্রোমোপ্রোপেন, মূখ্য})\]
মারকভনিকভ ও বিপরীত মারকভনিকভ সংযোজন কৌশল ও কার্বোক্যাটায়ন/মুক্তমূলকের স্থায়িত্ব।
যদি \(2x^2 - 5x + 2 = 0\) সমীকরণের মূলদ্বয় \(\alpha\) ও \(\beta\) হয়, তবে এমন একটি নতুন দ্বিঘাত সমীকরণ গঠন করো যার মূলদ্বয় হবে \(\frac{1}{\alpha}\) এবং \(\frac{1}{\beta}\)। [মান: ৫]
প্রদত্ত সমীকরণ: \(2x^2 - 5x + 2 = 0\)।
মূলদ্বয়ের যোগফল: \(\alpha + \beta = -\frac{-5}{2} = \frac{5}{2}\)
মূলদ্বয়ের গুণফল: \(\alpha \beta = \frac{2}{2} = 1\)
নতুন সমীকরণের মূলদ্বয়:
১. নতুন মূলদ্বয়ের যোগফল: \[S = \frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta} = \frac{\alpha + \beta}{\alpha \beta} = \frac{5/2}{1} = \frac{5}{2}\]
২. নতুন মূলদ্বয়ের গুণফল: \[P = \frac{1}{\alpha} \cdot \frac{1}{\beta} = \frac{1}{\alpha \beta} = \frac{1}{1} = 1\]
নতুন দ্বিঘাত সমীকরণ: \[x^2 - S x + P = 0 \implies x^2 - \frac{5}{2}x + 1 = 0 \implies \mathbf{2x^2 - 5x + 2 = 0}\]
মান নির্ণয় করো: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x - e^{-x} - 2x}{x - \sin x}\] [মান: ৫]
সমাধান: \(x = 0\) বসালে রাশিটি \(\frac{0}{0}\) অনির্ণেয় আকার পায়। এল-হসপিটাল নীতি প্রয়োগ করে:
১ম অন্তরীকরণ: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x + e^{-x} - 2}{1 - \cos x} \quad \left(\frac{0}{0} \text{ আকার}\right)\]
২য় অন্তরীকরণ: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x - e^{-x}}{\sin x} \quad \left(\frac{0}{0} \text{ আকার}\right)\]
৩য় অন্তরীকরণ: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x + e^{-x}}{\cos x} = \frac{e^0 + e^0}{\cos 0} = \frac{1 + 1}{1} = \mathbf{2}\]
নির্দিষ্ট সমাকলন (Definite Integration) ব্যবহার করে \(y = x^2\) পরাবৃত্ত এবং \(y = x\) সরলরেখা দ্বারা আবদ্ধ অঞ্চলের ক্ষেত্রফল নির্ণয় করো। [মান: ৫]
ছেদবিন্দু নির্ণয়:
\(x^2 = x \implies x^2 - x = 0 \implies x(x - 1) = 0 \implies x = 0, 1\)।
সীমা: \(x = 0\) থেকে \(x = 1\) পর্যন্ত রেখাটি (\(y = x\)) বক্ররেখার (\(y = x^2\)) উপরে অবস্থিত।
ক্ষেত্রফল সূত্র:
\[A = \int_{0}^{1} (y_1 - y_2) \, dx = \int_{0}^{1} (x - x^2) \, dx = \left[ \frac{x^2}{2} - \frac{x^3}{3} \right]_{0}^{1}\]
\[A = \left( \frac{1}{2} - \frac{1}{3} \right) - 0 = \frac{3 - 2}{6} = \mathbf{\frac{1}{6}\text{ বর্গ একক}}\]
পরাবৃত্ত \(y^2 = 4x\) এবং সরলরেখা \(y = 2x\) দ্বারা সীমাবদ্ধ অঞ্চলের ক্ষেত্রফল নির্ণয় করো।
প্রদত্ত বক্ররেখা: \(y^2 = 4x\) এবং সরলরেখা \(y = 2x\)।
ছেদবিন্দু নির্ণয়: \[ (2x)^2 = 4x \implies 4x^2 - 4x = 0 \implies 4x(x - 1) = 0 \implies x = 0, 1 \]
যখন \(x = 0\), \(y = 0\); যখন \(x = 1\), \(y = 2\)। অর্থাৎ ছেদবিন্দু \((0,0)\) এবং \((1,2)\)।
সীমাবদ্ধ অঞ্চলের ক্ষেত্রফল: \[A = \int_0^1 (y_{\text{upper}} - y_{\text{lower}}) \, dx = \int_0^1 (2\sqrt{x} - 2x) \, dx\]
\[A = \left[ 2 \cdot \frac{x^{3/2}}{3/2} - 2 \cdot \frac{x^2}{2} \right]_0^1 = \left[ \frac{4}{3}x^{3/2} - x^2 \right]_0^1\]
\[A = \frac{4}{3}(1) - 1 = \frac{4}{3} - 1 = \frac{1}{3} \text{ বর্গ একক}\]
ছেদবিন্দু নির্ধারণ ও নির্দিষ্ট যোগজের সাহায্যে দুটি বক্ররেখার মধ্যবর্তী ক্ষেত্রফল।
প্রমাণ করো যে: \[\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 60^\circ \cos 80^\circ = \frac{1}{16}\]
বামপক্ষ: \[LHS = \cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 60^\circ \cos 80^\circ\]
আমরা জানি \(\cos 60^\circ = \frac{1}{2}\):
\[LHS = \frac{1}{2} [\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ] = \frac{1}{4} [2 \cos 40^\circ \cos 20^\circ] \cos 80^\circ\]
সূত্র \(2 \cos A \cos B = \cos(A + B) + \cos(A - B)\) প্রয়োগ করে:
\[= \frac{1}{4} [\cos 60^\circ + \cos 20^\circ] \cos 80^\circ = \frac{1}{4} \left[ \frac{1}{2} + \cos 20^\circ \right] \cos 80^\circ\]
\[= \frac{1}{8} \cos 80^\circ + \frac{1}{4} \cos 80^\circ \cos 20^\circ = \frac{1}{8} \cos 80^\circ + \frac{1}{8} [2 \cos 80^\circ \cos 20^\circ]\]
\[= \frac{1}{8} \cos 80^\circ + \frac{1}{8} [\cos 100^\circ + \cos 60^\circ] = \frac{1}{8} \cos 80^\circ + \frac{1}{8} \cos(180^\circ - 80^\circ) + \frac{1}{8} \left(\frac{1}{2}\right)\]
\[= \frac{1}{8} \cos 80^\circ - \frac{1}{8} \cos 80^\circ + \frac{1}{16} = \frac{1}{16} = RHS \quad \text{[প্রমাণিত]}\]
ত্রিকোণমিতিক রূপান্তর সূত্রাবলীর ধারাক্রমিক প্রয়োগ ও প্রমাণ।
নিচের বাক্যগুলোর ব্যাকরণগত ভুল সংশোধন করে সঠিক বাক্য লেখ:
(i) He gave me many advices.
(ii) The sceneries of Cox's Bazar are very charming.
(iii) He is senior than me in service.
(iv) Neither of the two boys have attended the lecture.
(v) One should do his duty sincerely. [মান: ৫]
সংশোধিত বাক্যসমূহ:
(i) Correct: He gave me much advice. (বা He gave me many pieces of advice. 'Advice' আনকাউন্টেবল নাউন)।
(ii) Correct: The scenery of Cox's Bazar is very charming. ('Scenery' সর্বদা সিঙ্গুলার)।
(iii) Correct: He is senior to me in service. (Senior, junior, superior, inferior এর পর 'to' বসে)।
(iv) Correct: Neither of the two boys has attended the lecture. ('Neither of' এর পর সিঙ্গুলার ভার্ব বসে)।
(v) Correct: One should do one's duty sincerely. (Subject 'One' হলে possessive রূপ 'one's' হয়)।
নির্দেশনা অনুযায়ী বাক্যগুলো রূপান্তর করো:
(i) No other metal is as useful as iron. (Make it Superlative)
(ii) He is too weak to carry the heavy load. (Make it Complex)
(iii) As soon as the bell rang, the students entered the examination hall. (Make it Negative using 'No sooner had')
(iv) Every mother loves her child. (Make it Negative)
(v) Man is mortal. (Make it Interrogative) [মান: ৫]
উত্তরসমূহ:
(i) Superlative: Iron is the most useful metal.
(ii) Complex: He is so weak that he cannot carry the heavy load.
(iii) Negative: No sooner had the bell rung than the students entered the examination hall.
(iv) Negative: There is no mother but loves her child.
(v) Interrogative: Isn't man mortal?
Change the speech of the following sentences into Indirect:
(i) The instructor said to the students, "Why did you not connect the ammeter in series?"
(ii) The engineer said, "Do not touch the high-voltage busbar."
(iii) He said, "The earth moves round the sun."
(iv) The manager said to me, "Can you complete the PCB layout by tomorrow?"
(v) The student said, "Alas! I have forgotten my scientific calculator." [মান: ৫]
Indirect Speech:
(i) The instructor asked the students why they had not connected the ammeter in series.
(ii) The engineer warned / forbade them not to touch the high-voltage busbar (বা forbade them to touch the high-voltage busbar).
(iii) He said that the earth moves round the sun. (Universal truth remains unchanged).
(iv) The manager asked me if I could complete the PCB layout by the next day.
(v) The student exclaimed with sorrow that he had forgotten his scientific calculator.
২য় পত্র: টেকনিক্যাল (বিভাগীয় বিষয়)
সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং (স্পেশালাইজড ইঞ্জিনিয়ারিং)বিভাগ-ক: বহু নির্বাচনি প্রশ্ন (Technical MCQ)
৪০টি প্রশ্ন × ১.৫ নম্বর = ৬০ নম্বর (নেগেটিভ মার্ক ০.২৫)সম্পূর্ণ সম্পৃক্ত মাটিতে (Fully Saturated Soil) সম্পৃক্তি মাত্রা (Degree of Saturation, S) এর মান কত?
মাটির প্লাস্টিসিটি ইনডেক্স (Plasticity Index, PI) নির্ণয়ের সঠিক সূত্র কোনটি?
ডিমেনশনাল ডায়নামিকসে ডার্সির সূত্র (Darcy's Law) অনুসারে মাটিতে পানির নিঃসরণ বেগ (v) কিসের সমানুপাতিক?
টারজাঘির একক বিয়ারিং ক্ষমতা সমীকরণে স্ট্রিপ ফুটিংয়ের (Strip Footing) জন্য আলটিমেট ভারবহন ক্ষমতা (q_ult) কোনটি?
হাইওয়েতে অনুভূমিক বাঁকে কেন্দ্রাতিগ বল (Centrifugal Force) প্রশমিত করতে রাস্তার বাইরের ধার ভেতরের ধার অপেক্ষা উঁচুকরণকে কী বলে?
সড়কের পৃষ্ঠ হতে বৃষ্টির পানি নিষ্কাশনের সুবিধার্থে রাস্তার কেন্দ্রের অংশকে দুই পাশের চেয়ে সামান্য উঁচুকরণকে কী বলা হয়?
বিশুদ্ধ পানির 5-দিনের বায়োকেমিক্যাল অক্সিজেন ডিমান্ড (BOD₅) সাধারণত কত হওয়া উচিত?
পানীয় জল শোধনাগারে রোগ সৃষ্টিকারী ক্ষতিকর জীবাণু ধ্বংসের জন্য ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়াকে কী বলা হয়?
আরসিসি ডিজাইনে টেনসাইল রডের নূন্যতম রিইনফোর্সমেন্ট রেশিও (ρ_min) নির্ধারণের মূল উদ্দেশ্য কী?
আরসিসি বিমে আন্ডার-রিইনফোর্সড (Under-Reinforced) ডিজাইনে ব্যর্থতার প্রকৃতি কেমন হয়?
আরসিসি বিমে ডায়াগোনাল টেনশন ফাটল (Diagonal Tension Crack) সাধারণত কোন অঞ্চলে দেখা যায়?
একটি দ্বিমুখী স্ল্যাবের (Two-Way Slab) দীর্ঘতম স্প্যান (L) ও সংক্ষিপ্ত স্প্যানের (S) অনুপাত (L/S) কত হতে হয়?
কলামে টাই বার (Ties) বা ল্যাটারাল স্পাইরাল ব্যবহারের প্রধান কাঠামোগত উদ্দেশ্য কোনটি?
প্রজেক্ট ম্যানেজমেন্টে ক্রিটিক্যাল পাথ (Critical Path Method, CPM) বলতে নিচের কোনটিকে বোঝায়?
স্টিলে কার্বনের শতকরা পরিমাণ বৃদ্ধি করলে স্টিলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যে কোন পরিবর্তন ঘটে?
মৃদু ইস্পাতের (Mild Steel) জন্য আদর্শ ইয়ং মডুলাস (Modulus of Elasticity, E) এর মান কত?
সাধারণ ইটের আদর্শ পরিমাপ (Standard Modular Size of Brick in Bangladesh, মসলা ছাড়া) কোনটি?
কাঠামোগত ট্রাসে (Truss) মেম্বারসমূহের সংযোগস্থলকে সাধারণত কী প্রকৃতির জয়েন্ট বিবেচনা করা হয়?
কংক্রিট ঢালাইয়ের পর পানির সংস্পর্শে শক্তিবৃদ্ধি প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় আর্দ্রকরণ প্রক্রিয়াকে কী বলে?
সাধারণ পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের (OPC) প্রাথমিক জমাটবদ্ধ কাল (Initial Setting Time) ন্যূনতম কত?
কংক্রিটের স্ট্যান্ডার্ড কিউব টেস্টের (Compressive Strength) আদর্শ সাইজ কোনটি?
কংক্রিট তৈরিতে পানির সাথে সিমেন্টের ওজন অনুপাত (Water-Cement Ratio) বৃদ্ধি করলে কোনটি ঘটে?
বালির সূক্ষ্মতা গুণাঙ্ক (Fineness Modulus, FM) 2.6 হতে 2.9 হলে উক্ত বালিকে কোন শ্রেণীর অন্তর্ভুক্ত করা হয়?
সিমেন্টের সাউন্ডনেস (Soundness) বা আয়তন স্থায়িত্ব পরীক্ষার জন্য কোন যন্ত্রটি ব্যবহৃত হয়?
লেভেলিংয়ে ব্যাকসাইট (Backsight, BS) পাঠ সর্বদা কোন বিন্দুতে নেওয়া হয়?
লেভেলিং যন্ত্রের উচ্চতা পদ্ধতিতে যন্ত্রের অক্ষের উচ্চতা (Height of Instrument, HI) নির্ণয়ের সমীকরণ কোনটি?
পৃথিবীর বক্রতার (Curvature) জন্য লেভেলিং পাঠে প্রয়োজনীয় সংশোধন (Curvature Correction, C_c) এর মান কত?
একটি কন্ট্যুর ম্যাপে কন্ট্যুর রেখাসমূহ খুব কাছাকাছি ঘন সন্নিবিষ্ট থাকলে তা ভূমির কোন প্রকৃতি নির্দেশ করে?
হুকের সূত্র (Hooke's Law) স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন ও বিকৃতির কোন সম্পর্ক নির্দেশ করে?
পয়সনের অনুপাত (Poisson's Ratio, ν) বলতে নিচের কোন দুই বিকৃতির অনুপাতকে বোঝায়?
সমভাবে বিস্তৃত লোড (UDL) বিশিষ্ট সাধারণভাবে স্থাপিত বিমের বেন্ডিং মোমেন্ট ডায়াগ্রামের (BMD) আকার কেমন হয়?
বিমের যে বিন্দুতে বেন্ডিং মোমেন্টের মান শূন্য হয় এবং বক্রতার দিক ধনাত্মক হতে ঋণাত্মকে পরিবর্তিত হয় তাকে কী বলে?
ফ্লেক্সারাল সূত্র (Bending Stress Formula) অনুসারে বিমের প্রস্থচ্ছেদে বেন্ডিং স্ট্রেসের সঠিক সমীকরণ কোনটি?
বৃত্তাকার শ্যাফটের টরশন সূত্রে পোলার সেকশন মডুলাস (Z_p) এর মান d ব্যাসের শ্যাফটের জন্য কত?
ইউলারের সূত্র অনুসারে উভয় প্রান্ত ফিক্সড (Fixed-Fixed) কলামের কার্যকরী দৈর্ঘ্য (Effective Length, L_e) কত?
তরলে নিমজ্জিত সমতল উল্লম্ব পৃষ্ঠে কার্যকর মোট হাইড্রোস্ট্যাটিক বল (Total Pressure, F) এর সূত্র কোনটি?
পাইপে প্রবাহিত পানির হেড লস (Head Loss) নির্ণয়ে ডার্সি-ওয়েইসব্যাক (Darcy-Weisbach) সূত্র কোনটি?
ম্যানিংয়ের সূত্রে উন্মুক্ত খালের হাইড্রোলিক ব্যাসার্ধ (Hydraulic Radius, R) এর সংজ্ঞা কোনটি?
একটি উন্মুক্ত খালে ফ্রউড সংখ্যা (Froude Number, Fr) > 1.0 হলে উক্ত প্রবাহকে কী বলা হয়?
মৃত্তিকা বলবিদ্যায় মাটির শূন্যস্থান অনুপাত (Void Ratio, e) এবং রন্ধ্রতার (Porosity, n) সঠিক সম্পর্ক কোনটি?
বিভাগ-খ: টেকনিক্যাল লিখিত প্রশ্ন (Technical Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরএকটি ৩০ মিটার দীর্ঘ স্টিল টেপ \(20^\circ\text{C}\) তাপমাত্রা এবং \(100\,\text{N}\) টানে প্রমিত (Standardized)। এই টেপ দিয়ে \(35^\circ\text{C}\) তাপমাত্রা এবং \(150\,\text{N}\) টানে একটি পরিমাপকৃত দূরত্ব পাওয়া গেল \(600\,\text{m}\)।
(ক) তাপমাত্রাজনিত সংশোধন (\(C_t\)) নির্ণয় করো (\(\alpha = 11.5 \times 10^{-6}\,/^\circ\text{C}\))।
(খ) টানজনিত সংশোধন (\(C_p\)) নির্ণয় করো (\(A = 3\,\text{mm}^2, E = 2 \times 10^5\,\text{N/mm}^2\))। [মান: ৫]
গণনা:
(ক) তাপমাত্রা সংশোধন: \[C_t = L \cdot \alpha \cdot (T_m - T_0) = 600 \times (11.5 \times 10^{-6}) \times (35 - 20) = 600 \times 11.5 \times 10^{-6} \times 15 = \mathbf{+0.1035\,\text{m}}\]
(খ) টান সংশোধন: \[C_p = \frac{(P_m - P_0) L}{A \cdot E} = \frac{(150 - 100) \times 600}{3 \times (2 \times 10^5)} = \frac{50 \times 600}{600000} = \frac{30000}{600000} = \mathbf{+0.05\,\text{m}}\]
সঠিক দূরত্ব: \[L_{true} = 600 + 0.1035 + 0.05 = \mathbf{600.1535\,\text{m}}\]
লেভেলিংয়ের রাইজ অ্যান্ড ফল (Rise and Fall) পদ্ধতির মূল ধারণা ব্যাখ্যা করো। HI পদ্ধতির তুলনায় এই পদ্ধতির সুবিধা কী? এর গাণিতিক শুদ্ধতা পরীক্ষার ৩টি সমীকরণ লেখ। [মান: ৫]
মূল ধারণা: ধারাবাহিক দুটি স্টাফ পাঠের তুলনা করে যদি পরবর্তী পাঠ কম হয় তবে তা উঁচুতে থাকা নির্দেশ করে (\(\text{Rise} = \text{Previous} - \text{Current}\)) এবং পাঠ বেশি হলে নিচু জমি নির্দেশ করে (\(\text{Fall}\))।
সুবিধা: এতে প্রতিটি ইন্টারমিডিয়েট সাইট (IS)-এরও হিসাব স্বয়ংক্রিয়ভাবে গাণিতিক চেকে যাচাই হয়ে যায়, যা HI পদ্ধতিতে সম্ভব হয় না।
৩টি সমীকরণ চেক:
\[\sum \text{BS} - \sum \text{FS} = \sum \text{Rise} - \sum \text{Fall} = \text{Last RL} - \text{First RL}\]
একটি স্টিল রডের দৈর্ঘ্য \(2\,\text{m}\) এবং ব্যাস \(20\,\text{mm}\)। এর উপর \(50\,\text{kN}\) অক্ষীয় টানা বল প্রয়োগ করা হলো। স্টিলের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক \(E = 200\,\text{GPa}\) হলে:
(ক) পীড়ন (Stress) এবং বিকৃতি (Strain) নির্ণয় করো।
(খ) রডটির দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি (\(\Delta L\)) কত হবে? [মান: ৫]
গণনা:
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল: \[A = \frac{\pi}{4} d^2 = \frac{\pi}{4} (20)^2 = 100\pi \approx 314.16\,\text{mm}^2\]
(ক) পীড়ন: \[\sigma = \frac{P}{A} = \frac{50 \times 10^3\,\text{N}}{314.16\,\text{mm}^2} = \mathbf{159.15\,\text{N/mm}^2\text{ (MPa)}}\]
বিকৃতি: \[\epsilon = \frac{\sigma}{E} = \frac{159.15}{200 \times 10^3} = \mathbf{7.96 \times 10^{-4}}\]
(খ) দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি: \[\Delta L = \epsilon \times L = (7.96 \times 10^{-4}) \times 2000\,\text{mm} = \mathbf{1.592\,\text{mm}}\]
একটি \(4\,\text{m}\) দীর্ঘ ক্যান্টিলিভার বিমের মুক্ত প্রান্তে (Free end) একটি \(5\,\text{kN}\) বিন্দু লোড দেওয়া আছে। ফিক্সড সাপোর্টে রিঅ্যাকশন ফোর্স ও মোমেন্ট কত? এর SFD ও BMD অঙ্কন পদ্ধতি লেখ। [মান: ৫]
ফিক্সড সাপোর্টের রিঅ্যাকশন:
- উল্লম্ব রিঅ্যাকশন: \(R = 5\,\text{kN}\)
- ফিক্সড মোমেন্ট: \[M = P \times L = 5 \times 4 = \mathbf{20\,\text{kN}\cdot\text{m}\text{ (Hogging)}}\]
ডায়াগ্রাম বর্ণনা:
- SFD: মুক্ত প্রান্ত থেকে ফিক্সড প্রান্ত পর্যন্ত সম্পূর্ণ বিমে একটি অপরিবর্তিত অনুভূমিক আয়তক্ষেত্রাকার শেয়ার ফোর্স (\(-5\,\text{kN}\)) থাকবে।
- BMD: মুক্ত প্রান্তে বেন্ডিং মোমেন্ট শূন্য (\(0\)) এবং সেখান থেকে সরলরৈখিকভাবে বৃদ্ধি পেয়ে ফিক্সড প্রান্তে সর্বোচ্চ ঋণাত্মক মোমেন্ট (\(-20\,\text{kN}\cdot\text{m}\)) এ পৌঁছাবে (ত্রিভুজাকার হগিং মোমেন্ট)।
লম্বা কলামের জন্য অয়লারের ক্রিটিক্যাল বাকলিং লোডের সূত্র \(P_{cr} = \frac{\pi^2 E I}{L_e^2}\) লেখ। নিচের প্রান্তিক অবস্থার জন্য কার্যকর দৈর্ঘ্য (\(L_e\))-এর মান কত?
(i) উভয় প্রান্ত কব্জাবদ্ধ (Both ends hinged)
(ii) উভয় প্রান্ত ফিক্সড (Both ends fixed)
(iii) এক প্রান্ত ফিক্সড, অন্য প্রান্ত ফ্রি (One end fixed, other free) [মান: ৫]
কার্যকর দৈর্ঘ্য (\(L_e\)):
(i) Both ends hinged: \(\mathbf{L_e = L}\)
(ii) Both ends fixed: \(\mathbf{L_e = 0.5 L}\) (বা তাত্ত্বিক \(L/2\))
(iii) One fixed, other free: \(\mathbf{L_e = 2 L}\)
(iv) One fixed, other hinged: \(L_e = \frac{L}{\sqrt{2}} \approx 0.707 L\)
তাৎপর্য: উভয় প্রান্ত ফিক্সড কলাম কব্জাবদ্ধ কলামের চেয়ে ৪ গুণ বেশি লোড (\(4 P_{cr}\)) বহন করতে পারে।
আন্ডার-রিইনফোর্সড (Under-reinforced) এবং ওভার-রিইনফোর্সড (Over-reinforced) বিম বলতে কী বোঝায়? সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইনে আন্ডার-রিইনফোর্সড বিম কেন সর্বদা অগ্রাধিকার পায়? [মান: ৫]
সংজ্ঞা:
- Under-reinforced: স্টিলের পরিমাণ সুষম পরিমাণের চেয়ে কম (\(\rho < \rho_b\)); লোড বাড়লে কংক্রিটের আগে স্টিল ইল্ড পয়েন্টে পৌঁছায়।
- Over-reinforced: স্টিলের পরিমাণ বেশি (\(\rho > \rho_b\)); স্টিল ইল্ড করার আগেই কংক্রিট কম্প্রেশনে চূর্ণবিচূর্ণ হয়।
অগ্রাধিকারের কারণ: আন্ডার-রিইনফোর্সড বিমে রড প্লাস্টিক ডিফরমেশনে যায়, ফলে বিমে বড় বড় ফাটল ধরে এবং দৃশ্যমান ডিফ্লেকশন দেখা যায় (Ductile failure), যা ধ্বংসের পূর্বে ভবনবাসীদের নিরাপদে সরে যাওয়ার পর্যাপ্ত সতর্কবার্তা দেয়। ওভার-রিইনফোর্সড বিমে কোনো সতর্কবার্তা ছাড়াই কংক্রিটের আকস্মিক ও মারাত্মক ভঙ্গুর ধ্বংস (Brittle failure) ঘটে।
একটি টাইড শর্ট কলামের (Tied Column) অক্ষীয় লোড বহন ক্ষমতার সূত্র \(P_u = 0.80 \phi [0.85 f_c' (A_g - A_{st}) + f_y A_{st}]\) ব্যাখ্যা করো। স্পাইরাল কলাম কেন টাইড কলামের চেয়ে বেশি নিরাপদ? [মান: ৫]
সূত্রের উপাদানসমূহ:
- \(0.80\): দুর্ঘটনাজনিত ইসেন্ট্রিসিটির জন্য রিডাকশন ফ্যাক্টর (স্পাইরালে \(0.85\))
- \(\phi = 0.65\): টাইড কলামের স্ট্রেংথ রিডাকশন ফ্যাক্টর (স্পাইরালে \(0.75\))
- \(0.85 f_c' (A_g - A_{st})\): কংক্রিট কর্তৃক গৃহীত লোড
- \(f_y A_{st}\): অনুদৈর্ঘ্য স্টিল কর্তৃক গৃহীত লোড
স্পাইরাল কলামের সুবিধা: স্পাইরাল রড কলামের কংক্রিট কোরকে চারপাশ থেকে বৃত্তাকারে শক্তভাবে আটকে রেখে ট্রাই-অ্যাক্সিয়াল স্ট্রেস অবস্থা সৃষ্টি করে, ফলে এটি সর্বোচ্চ লোডে সহজে ধ্বংস না হয়ে অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক ও ডাকটাইল আচরণ প্রদর্শন করে।
একটি ডাবল রিইনফোর্সড বিম (Doubly Reinforced Beam) কখন ডিজাইন করা আবশ্যক হয়ে পড়ে? কম্প্রেশন জোনে রড প্রদানের দুটি সুবিধা লেখ। [মান: ৫]
কখন ডিজাইন করা আবশ্যক:
যখন আর্কিটেকচারাল বা স্পেসের সীমাবদ্ধতার কারণে বিমের আকার (প্রস্থ \(b\) ও গভীরতা \(d\)) সীমাবদ্ধ থাকে, কিন্তু আগত বেন্ডিং মোমেন্ট একটি সিঙ্গলি রিইনফোর্সড ব্যালেন্সড সেকশনের ধারণক্ষমতা (\(M_{max}\))-র চেয়ে বেশি হয়।
সুবিধাসমূহ:
১. লং-টার্ম ডিফ্লেকশন হ্রাস: কম্প্রেশন স্টিল কংক্রিটের ক্রিপ (Creep) এবং শ্রিঙ্কেজ বিকৃতি ব্যাপকভাবে রোধ করে।
২. ডাকটিলিটি বৃদ্ধি: কম্প্রেশন রড বিমের প্লাস্টিক বিকৃতি ক্ষমতা বৃদ্ধি করে ভূমিকম্প বা ডায়নামিক লোডে ধ্বংস প্রতিরোধ করে।
একটি সমকোণী (\(\theta = 90^\circ\)) ত্রিভুজাকার নচের (V-Notch) ডিসচার্জের সমীকরণ \(Q = \frac{8}{15} C_d \sqrt{2g} \tan(\theta/2) H^{5/2}\) ব্যবহার করে ডিসচার্জ নির্ণয় করো, যেখানে \(H = 0.3\,\text{m}\) এবং \(C_d = 0.60\)। আয়তাকার নচের তুলনায় V-নচের সুবিধা কী? [মান: ৫]
গণনা (\(\theta = 90^\circ \implies \tan 45^\circ = 1\)):
\[Q = \frac{8}{15} \times 0.60 \times \sqrt{2 \times 9.81} \times 1 \times (0.3)^{5/2}\]
\[\sqrt{2 \times 9.81} = 4.429\]
\[(0.3)^{2.5} = (0.3)^2 \times \sqrt{0.3} = 0.09 \times 0.5477 = 0.04929\]
\[Q = 0.32 \times 4.429 \times 0.04929 = \mathbf{0.0698\,\text{m}^3/\text{s} = 69.8\,\text{Liters/sec}}\]
সুবিধা: অত্যন্ত কম প্রবাহ বা লো-ডিসচার্জের ক্ষেত্রেও পানির হেড \(H\) পরিমাপযোগ্য উচ্চতায় থাকে, ফলে ক্ষুদ্র প্রবাহ নির্ভুলভাবে মাপা যায়।
একটি আয়তাকার উন্মুক্ত চ্যানেলের সবচেয়ে মিতব্যয়ী বা অর্থনৈতিক প্রস্থচ্ছেদের (Most Economical Section) শর্ত প্রমাণ করো: \(b = 2 y\) এবং \(R = y/2\) (যেখানে \(b\) হলো তলদেশের প্রস্থ এবং \(y\) হলো পানির গভীরতা)। [মান: ৫]
প্রমাণ:
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল: \(A = b \cdot y \implies b = A / y\)
ভেজা পরিসীমা: \(P = b + 2y = \frac{A}{y} + 2y\)
সর্বাধিক ডিসচার্জের জন্য ভেজা পরিসীমা \(P\) সর্বনিম্ন হতে হবে (\(\frac{dP}{dy} = 0\)):
\[\frac{dP}{dy} = -\frac{A}{y^2} + 2 = 0 \implies \frac{A}{y^2} = 2 \implies A = 2y^2\]
যেহেতু \(A = b \cdot y\): \[b \cdot y = 2 y^2 \implies \mathbf{b = 2y}\]
হাইড্রোলিক রেডিয়াস: \[R = \frac{A}{P} = \frac{b y}{b + 2y} = \frac{(2y)(y)}{2y + 2y} = \frac{2y^2}{4y} = \mathbf{\frac{y}{2}}\] (প্রমাণিত)
মাটির তিন-দশা ডায়াগ্রাম (Three-Phase Diagram) অঙ্কন করো। ভয়েড রেশিও (\(e\)), পোরোসিটি (\(n\)), সম্পৃক্তি মাত্রা (\(S_r\)) এবং আর্দ্রতা বা পানির পরিমাণের (\(w\)) মধ্যে মৌলিক সম্পর্ক \(S_r \cdot e = w \cdot G_s\) প্রতিপাদন করো। [মান: ৫]
প্রতিপাদন:
আমরা জানি:
- ভয়েড রেশিও: \(e = V_v / V_s\)
- আর্দ্রতা: \(w = W_w / W_s\)
- সম্পৃক্তি মাত্রা: \(S_r = V_w / V_v \implies V_w = S_r V_v = S_r (e V_s)\)
পানির ওজন: \[W_w = V_w \gamma_w = S_r e V_s \gamma_w\]
মাটির কঠিন অংশের ওজন: \[W_s = V_s \gamma_s = V_s (G_s \gamma_w)\]
পানির পরিমাণ \(w = \frac{W_w}{W_s}\)-এ মান বসিয়ে:
\[w = \frac{S_r e V_s \gamma_w}{V_s G_s \gamma_w} = \frac{S_r e}{G_s} \implies \mathbf{S_r \cdot e = w \cdot G_s}\] (প্রমাণিত)
মাটির কম্প্যাকশন (Compaction) এবং কনসলিডেশন (Consolidation)-এর মধ্যে পার্থক্য কী? স্ট্যান্ডার্ড প্রোক্টর টেস্টে অপটিমাম ময়েশ্চার কন্টেন্ট (OMC) এবং ম্যাক্সিমাম ড্রাই ডেনসিটি (MDD) কীভাবে পাওয়া যায়? [মান: ৫]
পার্থক্য:
- Compaction: তাৎক্ষণিকভাবে যান্ত্রিক রোলিং বা ব্লো দিয়ে বাতাস বের করে ঘনত্ব বাড়ানো।
- Consolidation: দীর্ঘমেয়াদে দীর্ঘস্থায়ী লোডের প্রভাবে মাটি থেকে ধীরে ধীরে পানি বের হয়ে বসা।
OMC ও MDD নির্ণয়:
১. বিভিন্ন আর্দ্রতায় মাটিকে ছাঁচে ৩ স্তরে প্রতি স্তরে ২৫টি আঘাতে কম্প্যাক্ট করে শুষ্ক ঘনত্ব বের করা হয়: \(\gamma_d = \frac{\gamma}{1 + w}\)।
২. আর্দ্রতা (\(w\)) বনাম শুষ্ক ঘনত্বের (\(\gamma_d\)) গ্রাফ আঁকলে একটি বেল-আকৃতির কার্ভ পাওয়া যায়।
৩. কার্ভের শীর্ষবিন্দুর ঘনত্ব হলো MDD এবং তার সংশ্লিষ্ট আর্দ্রতা হলো OMC।
বায়োকেমিক্যাল অক্সিজেন ডিমান্ড (BOD) কী? একটি বর্জ্য পানির নমুনার প্রাথমিক দ্রবীভূত অক্সিজেন (Initial DO) ছিল \(9.0\,\text{mg/L}\) এবং \(20^\circ\text{C}\)-এ ৫ দিন ইনকিউবেশনের পর DO পাওয়া গেল \(3.0\,\text{mg/L}\)। ডাইলুশন ফ্যাক্টর \(50\) হলে \(BOD_5\) কত? [মান: ৫]
BOD সংজ্ঞা: নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (সাধারণত \(20^\circ\text{C}\)) পানির জৈব পদার্থকে ব্যাকটেরিয়া দ্বারা জারিত (বিয়োজিত) করতে যে পরিমাণ দ্রবীভূত অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়।
গণনা:
\[BOD_5 = (DO_i - DO_f) \times \text{Dilution Factor}\]
- \(DO_i = 9.0\,\text{mg/L}\)
- \(DO_f = 3.0\,\text{mg/L}\)
- ডাইলুশন ফ্যাক্টর \(= 50\)
\[BOD_5 = (9.0 - 3.0) \times 50 = 6.0 \times 50 = \mathbf{300\,\text{mg/L}}\]
হাইওয়ে কার্ভে সুপার-এলিভেশন (Super-elevation, \(e\)) কেন প্রদান করা হয়? সুপার-এলিভেশনের সূত্র \(e + f = \frac{v^2}{127 R}\) ব্যাখ্যা করো। একটি \(400\,\text{m}\) ব্যাসার্ধের বাঁকে \(80\,\text{km/h}\) গতির জন্য নকশা সুপার-এলিভেশন কত হবে (যেখানে \(f = 0.15\))? [মান: ৫]
সুপার-এলিভেশনের উদ্দেশ্য: অনুভূমিক বাঁকে গাড়ির উপর সৃষ্ট কেন্দ্রবিমুখী বলকে (Centrifugal force) নিষ্ক্রিয় করে গাড়িকে উল্টে যাওয়া (Overturning) বা ছিটকে যাওয়া (Skidding) থেকে রক্ষা করার জন্য রাস্তার বাইরের প্রান্তকে ভেতরের প্রান্তের তুলনায় উঁচুতে তোলা হয়।
গণনা:
\[e + f = \frac{V^2}{127 R} = \frac{80^2}{127 \times 400} = \frac{6400}{50800} = 0.126\]
\[e = 0.126 - f = 0.126 - 0.15 = -0.024\]
যেহেতু ঘর্ষণ সহগ একাই কেন্দ্রবিমুখী বল সামলাতে যথেষ্ট, তবুও স্ট্যান্ডার্ড কোড অনুযায়ী নিরাপত্তা ও ড্রেনেজের জন্য ন্যূনতম কাম্বার/সুপার-এলিভেশন \(e = \mathbf{0.04\text{ থেকে }0.07}\) (বা \(4\% - 7\%\)) প্রদান করতে হবে।
একটি 150 mm প্রস্থ এবং 310 mm গভীরতার আয়তাকার কাঠের বিমে 41 kN·m বেন্ডিং মোমেন্ট প্রয়োগ করা হয়েছে। বিমের চরম আঁশে সৃষ্ট সর্বোচ্চ বেন্ডিং স্ট্রেস (Maximum Bending Stress) কত? [মান: ৫]
১. মোমেন্ট অব ইনার্শিয়া:
\[I_{NA} = rac{b d^3}{12} = rac{150 imes 310^3}{12} = 372387500.0 ext{ mm}^4\]
২. বেন্ডিং স্ট্রেস:
নিরপেক্ষ অক্ষ হতে সর্বোচ্চ দূরত্ব \(y_{max} = d / 2 = 155.0\) mm।
\[\sigma_{max} = rac{M \cdot y_{max}}{I} = rac{41 imes 10^6 imes 155.0}{372387500.0} = 17.07 ext{ MPa}\]
ফ্লেক্সার ফর্মুলা ও চরম তন্তুতে বেন্ডিং পীড়ন গণনা।
একটি উলম্ব আয়তাকার স্লুইস গেটের প্রস্থ 2.2 m এবং উচ্চতা 3.2 m। গেটটির কেন্দ্র পানির মুক্ত তল থেকে 4.1 m গভীরে নিমজ্জিত থাকলে গেটের উপর মোট হাইড্রোস্ট্যাটিক বল (Total Hydrostatic Force) এবং সেন্টার অব প্রেশার (Center of Pressure) হিসাব করো। [মান: ৫]
১. মোট হাইড্রোস্ট্যাটিক বল:
ক্ষেত্রফল \(A = 2.2 imes 3.2 = 7.04 ext{ m}^2\)।
\[F = \gamma \cdot A \cdot ar{h} = 9.81 imes 7.04 imes 4.1 = 283.16 ext{ kN}\]
২. সেন্টার অব প্রেশার (\(h_p\)):
\[I_G = rac{b h^3}{12} = rac{2.2 imes 3.2^3}{12} = 6.0075 ext{ m}^4\]
\[h_p = ar{h} + rac{I_G}{A \cdot ar{h}} = 4.1 + rac{6.0075}{7.04 imes 4.1} = 4.308 ext{ m}\]
নিমজ্জিত সমতলের উপর হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ ও চাপের কেন্দ্র নির্ণয়।
একটি মাটির নমুনার শূন্যস্থান অনুপাত \(e = 0.615\), আপেক্ষিক গুরুত্ব \(G_s = 2.66\) এবং জলীয় অংশ \(w = 16.0\%\)। মাটিটির সম্পৃক্ততার মাত্রা (Degree of Saturation, \(S_r\)) এবং শুষ্ক একক ওজন (Dry Unit Weight, \(\gamma_d\)) নির্ণয় করো। (\(\gamma_w = 9.81 ext{ kN/m}^3\)) [মান: ৫]
১. সম্পৃক্ততার মাত্রা:
\[S_r \cdot e = w \cdot G_s \implies S_r = rac{w \cdot G_s}{e} imes 100 = rac{0.16 imes 2.66}{0.615} imes 100 = 69.2\%\longleftarrow\]
২. শুষ্ক একক ওজন:
\[\gamma_d = rac{G_s \cdot \gamma_w}{1 + e} = rac{2.66 imes 9.81}{1 + 0.615} = 16.16 ext{ kN/m}^3\]
সয়েল মেকানিক্স থ্রি-ফেজ সিস্টেম ফান্ডামেন্টাল রিলেশনশিপ।
প্রিজম্যাটিক কম্পাস দিয়ে একটি ট্রাভার্সের AB রেখার ফোর বেয়ারিং \(FB = 46^\circ 30'\) এবং ব্যাক বেয়ারিং \(BB = 226^\circ 30'\) পাওয়া গেল। রেখাটি স্থানীয় আকর্ষণ (Local Attraction) মুক্ত কিনা তা যাচাই করো এবং স্থানীয় আকর্ষণ দূরীকরণের নিয়মাবলী ব্যাখ্যা করো। [মান: ৫]
পরীক্ষা:
\[|BB - FB| = |226^\circ 30' - 46^\circ 30'| = 180^\circ 00'\]
যেহেতু ফোর বেয়ারিং এবং ব্যাক বেয়ারিংয়ের পার্থক্য হুবহু \(180^\circ\), তাই স্টেশন A এবং B উভয়েই স্থানীয় আকর্ষণমুক্ত।
যদি পার্থক্য \(180^\circ\) না হতো, তবে নির্ভুল স্টেশন হতে ক্রমান্বয়ে অভ্যন্তরীণ কোণ বা ত্রুটি সংশোধন করতে হতো।
কম্পাস সার্ভে, স্থানীয় আকর্ষণ ও বেয়ারিং সংশোধন।