DUET Admission 2027 Model Exam 024 - 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)Internal forces total momentum-এ কী effect করে?
Newton's third law-এর কারণে internal force pairs equal opposite।
দুই body collision-এর আগে total momentum 20 kg·m/s হলে পরে কত?
External impulse না থাকলে total momentum 20-ই থাকে।
Perfectly inelastic collision-এ bodies কী করে?
Perfectly inelastic collision-এ bodies stick together।
Elastic collision-এ কোন দুটি conserved?
Ideal elastic collision-এ momentum ও kinetic energy উভয় conserved।
Inelastic collision-এ কোনটি conserved থাকে?
Inelastic হলেও isolated system-এর total momentum conserved।
Perfectly inelastic collision-এর coefficient of restitution কত?
After collision relative speed zero, তাই e=0।
Perfectly elastic collision-এর coefficient of restitution কত?
Elastic collision-এ separation ও approach relative speed-এর ratio 1।
Coefficient of restitution-এর formula কী?
e=(v₂−v₁)/(u₁−u₂) along collision line।
একটি 2 kg body 3 m/s-এ এবং 1 kg body rest-এ; তারা stick করলে common speed কত?
Initial p=2×3=6; total mass 3 kg, v=6/3=2 m/s।
একটি 1 kg body 6 m/s east এবং 1 kg body 2 m/s west; stick করলে speed কত?
Net p=6−2=4; total mass 2, v=2 m/s east।
B এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
B এর রাসায়নিক প্রকৃতি অনুসারে এর অক্সাইড ক্ষারীয়।
Si এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
Si এর রাসায়নিক প্রকৃতি অনুসারে এর অক্সাইড ক্ষারীয়।
O এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
O এর রাসায়নিক প্রকৃতি অনুসারে এর অক্সাইড ক্ষারীয়।
Br এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
Br এর রাসায়নিক প্রকৃতি অনুসারে এর অক্সাইড ক্ষারীয়।
Cr এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
Cr এর রাসায়নিক প্রকৃতি অনুসারে এর অক্সাইড উভধর্মী/নিরপেক্ষ।
\(\text{CH₄}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংকরায়ন (Hybridization) কোনটি?
\(\text{CH₄}\) এ মোট ইলেকট্রন জোড় = বন্ধনজোড় (4) + মুক্তজোড় (0) = 4, তাই সংকরায়ন sp³।
\(\text{CH₄}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে নিঃসঙ্গ মুক্তজোড় (Lone Pair) ইলেকট্রন সংখ্যা কত?
\(\text{CH₄}\) এর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে 0টি মুক্তজোড় ইলেকট্রন বিদ্যমান।
mL 0.05 M \(\text{Glucose (C₆H₁₂O₆)}\) দ্রবণ প্রস্তুত করতে কত গ্রাম দ্রব প্রয়োজন হবে? (M = 180.0 g/mol)
\[W = \frac{S \cdot M \cdot V_{mL}}{1000} = \frac{0.05 \times 180.0 \times 100}{1000} = 0.9\text{ g}\]
লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে \(H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)\) বিক্রিয়ায় উৎপাদের পরিমাণ বৃদ্ধির অনুকূল শর্ত কোনটি?
হাইড্রোজেন আয়োডাইড সাম্যাবস্থা: বিক্রিয়ার এনথালপি ও গ্যাসীয় মোল সংখ্যার পরিবর্তন \(\Delta n = 0\) বিবেচনায় চাপের কোনো প্রভাব নেই উৎপাদ বৃদ্ধি করে।
\(\text{BF₃}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংকরায়ন (Hybridization) কোনটি?
\(\text{BF₃}\) এ মোট ইলেকট্রন জোড় = বন্ধনজোড় (3) + মুক্তজোড় (0) = 3, তাই সংকরায়ন sp²।
De Moivre-এর theorem অনুযায়ী (cos θ + i sin θ)ⁿ = ?
De Moivre-এর theorem: (cos θ + i sin θ)ⁿ = cos nθ + i sin nθ। এখানে modulus 1 থাকে, শুধু argument n গুণ হয়।
zⁿ = 1 সমীকরণের root-এর সংখ্যা কত?
n ঘাতের সমীকরণের সর্বোচ্চ n সংখ্যক root হয়; zⁿ - 1 = 0 এর n সংখ্যক ভিন্ন root আছে।
|z - 2 - 3i| = 5 circle-এর কেন্দ্র ও radius কোনটি?
|z - (2 + 3i)| = 5 আকারে লিখলে কেন্দ্র 2 + 3i অর্থাৎ (2, 3) এবং radius 5।
C3 এর মান নির্ণয় করুন।
6C3 = rac{6!}{3!(6-3)!} = 20।
x² - 6x - 30 = 0 সমীকরণের উৎপাদকী রূপ কী?
শর্তগুলো মেলালে 5x² - 6x - 30 = (5x+6)(x-5)।
এককের কাল্পনিক ঘনমূল ω হলে (1 - ω + ω²)(1 + ω - ω²) এর মান কত?
1 + ω + ω² = 0 হতে 1 + ω² = -ω এবং 1 + ω = -ω²।
(-ω - ω)(-ω² - ω²) = (-2ω)(-2ω²) = 4ω³ = 4(1) = 4।
বৃত্ত x² + y² - 4x + 6y - 12 = 0 এর কেন্দ্র এবং ব্যাসার্ধ কত?
2g = -4 => g = -2; 2f = 6 => f = 3; c = -12।
কেন্দ্র (-g, -f) = (2, -3)। ব্যাসার্ধ r = √(g² + f² - c) = √(4 + 9 - (-12)) = √25 = 5।
z + z̄ (z = a + bi) কী ধরনের সংখ্যা?
z + z̄ = (a + bi) + (a - bi) = 2a = 2 Re(z), যা একটি real number।
z = 5 - 12i হলে |z| কত?
|z| = √(5² + (-12)²) = √(25 + 144) = √169 = 13।
|z| = 13 এবং Re(z) = 5 হলে |Im(z)| কত?
|z|² = (Re z)² + (Im z)², তাই 169 = 25 + (Im z)² → |Im z| = √144 = 12।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The chief examiner was known never to be partial ___ any particular candidate.'
'partial' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'to' বসে (অর্থ: পক্ষপাতদুষ্ট)।
I ___ my homework now.
Now জানিয়ে present continuous tense হয়।
Neither the principal nor the teachers ___ present today.
Neither...nor-এ নিকটবর্তী subject plural হলে plural verb হয়।
Complete the sentence using the correct conditional structure:
'Had the structural engineer #1 noticed the microcrack earlier, the foundation ___ from shifting.'
Inverted 3rd Conditional ('Had + Subject + V3') প্যাসিভ ফলাফল নির্দেশ করলে Main clause-এ 'would have been + V3' বসে।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'He discovered that he was highly allergic ___ penicillin.'
'allergic' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'to' বসে (অর্থ: অ্যালার্জিক)।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The digital sensor is precisely attuned ___ ultrasonic frequencies.'
'attuned' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'to' বসে (অর্থ: অভ্যস্ত বা মানানসই)।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The mother clasped the rescued child ___ her breast.'
'clasp' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'to' বসে (অর্থ: জড়িয়ে ধরা)।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The empirical findings were entirely contrary ___ established theoretical expectations.'
'contrary' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'to' বসে (অর্থ: বিপরীত)।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'Committing plagiarism is an unmitigated disgrace ___ the engineering profession.'
'disgrace' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'to' বসে (অর্থ: কলঙ্ক)।
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'Poor lubrication can hinder the machine ___ operating at peak thermodynamic efficiency.'
'hinder' শব্দের পর উপযুক্ত Preposition হিসেবে 'from' বসে (অর্থ: বাধা দেওয়া)।
বিভাগ-খ: সংক্ষিপ্ত ও বর্ণনামূলক লিখিত প্রশ্ন (Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরকাজ-শক্তি উপপাদ্য (Work-Energy Theorem) বিবৃত ও প্রমাণ করো। \(2\,\text{kg}\) ভরের একটি স্থির বস্তুর উপর \(10\,\text{N}\) বল প্রয়োগ করে বস্তুটিকে \(5\,\text{m}\) টানা হলো। বস্তুটির চূড়ান্ত গতিশক্তি ও বেগ কত হবে? [মান: ৫]
বিবৃতি: কোনো বস্তুর উপর প্রযুক্ত নিট বল দ্বারা সম্পাদিত কাজ বস্তুটির গতিশক্তির পরিবর্তনের সমান (\(W = \Delta K = K_f - K_i\))।
প্রমাণ: আমরা জানি, \(v^2 = u^2 + 2 a s \implies a s = \frac{v^2 - u^2}{2}\)।
উভয়পক্ষকে \(m\) দিয়ে গুণ করে: \[W = F \cdot s = (m a) s = m \left( \frac{v^2 - u^2}{2} \right) = \frac{1}{2} m v^2 - \frac{1}{2} m u^2 = \Delta K\]
গণনা:
সম্পাদিত কাজ: \(W = F \times s = 10 \times 5 = 50\,\text{J}\)।
যেহেতু প্রাথমিক বেগ \(u = 0\), চূড়ান্ত গতিশক্তি: \[K_f = W = \mathbf{50\,\text{J}}\]
বেগ: \(\frac{1}{2} m v^2 = 50 \implies \frac{1}{2}(2) v^2 = 50 \implies v^2 = 50 \implies \mathbf{v = \sqrt{50} \approx 7.07\,\text{m/s}}\]।
কুলম্বের সূত্রটি বিবৃত করো। \(+4\,\mu\text{C}\) এবং \(+9\,\mu\text{C}\)-এর দুটি বিন্দু চার্জ বায়ু মাধ্যমে পরস্পর থেকে \(30\,\text{cm}\) দূরে অবস্থিত। এদের সংযোজক সরলরেখার কোন বিন্দুতে লব্ধি তড়িৎক্ষেত্রের প্রাবল্য শূন্য হবে? [মান: ৫]
কুলম্বের সূত্র: দুটি স্থির বিন্দু চার্জের মধ্যকার আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল চার্জদ্বয়ের পরিমাণের গুণফলের সমানুপাতিক, মধ্যবর্তী দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক এবং সংযোজক সরলরেখা বরাবর ক্রিয়া করে: \(F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r^2}\)।
গণনা:
ধরি, \(+4\,\mu\text{C}\) চার্জ থেকে \(x\) মিটার দূরে তড়িৎ প্রাবল্য শূন্য। ফলে \(+9\,\mu\text{C}\) থেকে দূরত্ব হবে \((0.30 - x)\) মিটার।
প্রাবল্য সমান করে: \[ rac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{4 \times 10^{-6}}{x^2} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{9 \times 10^{-6}}{(0.30 - x)^2}\]
\[\frac{4}{x^2} = \frac{9}{(0.30 - x)^2} \implies \frac{2}{x} = \frac{3}{0.30 - x}\]
\[2(0.30 - x) = 3x \implies 0.60 - 2x = 3x \implies 5x = 0.60 \implies \mathbf{x = 0.12\,\text{m} = 12\,\text{cm}}\]
অতএব, \(+4\,\mu\text{C}\) চার্জ থেকে \(12\,\text{cm}\) দূরত্বে প্রাবল্য শূন্য হবে।
বায়ো-সাভার্ট সূত্রটি লেখ। একটি দীর্ঘ সোজা পরিবাহী তারের মধ্য দিয়ে \(10\,\text{A}\) তড়িৎ প্রবাহিত হলে তার থেকে \(5\,\text{cm}\) দূরত্বে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান (\(B\)) কত হবে? (\(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,\text{T}\cdot\text{m/A}\)) [মান: ৫]
বায়ো-সাভার্ট সূত্র: কোনো পরিবাহীর ক্ষুদ্র দৈর্ঘ্য \(dl\)-এর মধ্য দিয়ে \(I\) কারেন্ট প্রবাহিত হলে তার থেকে \(r\) দূরত্বে উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র: \[dB = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{I dl \sin\theta}{r^2}\]
দীর্ঘ সোজা তারের জন্য: \[B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}\]
মান বসিয়ে (\(I = 10\,\text{A}, r = 0.05\,\text{m}\)):
\[B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 0.05} = \frac{2 \times 10^{-6}}{0.05} = \mathbf{4 \times 10^{-5}\,\text{Tesla (40 }\mu\text{T)}}\]
একটি ক্লিফের শীর্ষ হতে 50 m উচ্চতা থেকে একটি বস্তুকে অনুভূমিকের সাথে 30° কোণে 40 m/s বেগে ঊর্ধ্বমুখী নিক্ষেপ করা হলো। বস্তুটির ভূ-পৃষ্ঠে আঘাত করার সময় এবং অনুভূমিক দূরত্ব নির্ণয় করো। (g = 9.8 m/s²)
প্রদত্ত: আদিবেগ \(v_0 = 40 ext{ m/s}\), কোণ \( heta = 30^\circ\), উচ্চতা \(y = -50 ext{ m}\)।
উল্লম্ব আদিবেগ \(v_{0y} = 40 \sin 30^\circ = 20 ext{ m/s}\), অনুভূমিক বেগ \(v_x = 40 \cos 30^\circ = 34.64 ext{ m/s}\)।
উল্লম্ব সরণের সমীকরণ: \(y = v_{0y}t - rac{1}{2}gt^2 \implies -50 = 20t - 4.9t^2 \implies 4.9t^2 - 20t - 50 = 0\)।
দ্বিঘাত সমীকরণ সমাধান করে: \[t = rac{20 + \sqrt{(-20)^2 - 4(4.9)(-50)}}{2 imes 4.9} = rac{20 + \sqrt{400 + 980}}{9.8} = rac{20 + 37.15}{9.8} pprox 5.83 ext{ s}\]
অনুভূমিক দূরত্ব (পাল্লা): \[R = v_x imes t = 34.64 imes 5.83 pprox 201.95 ext{ m}\]
উচ্চতা থেকে প্রক্ষিপ্ত বস্তুর দ্বিমাত্রিক গতি সমীকরণ ও দ্বিঘাত সমাধানের সঠিক প্রয়োগ।
একটি কার্নো ইঞ্জিন 227°C এবং 27°C তাপমাত্রার মধ্যে কার্যকর। ইঞ্জিনটি উচ্চ তাপমাত্রার উৎস হতে 1200 J তাপ গ্রহণ করলে (ক) এর কর্মদক্ষতা কত? (খ) প্রতি চক্রে কৃতকাজ এবং গ্রাহকে বর্জিত তাপের পরিমাণ নির্ণয় করো।
প্রদত্ত: উৎসের তাপমাত্রা \(T_1 = 227 + 273 = 500 ext{ K}\), গ্রাহকের তাপমাত্রা \(T_2 = 27 + 273 = 300 ext{ K}\), গৃহীত তাপ \(Q_1 = 1200 ext{ J}\)।
(ক) কর্মদক্ষতা: \[\eta = 1 - rac{T_2}{T_1} = 1 - rac{300}{500} = 0.40 = 40\%\]
(খ) কৃতকাজ ও বর্জিত তাপ: \[W = \eta imes Q_1 = 0.40 imes 1200 = 480 ext{ J}\]
গ্রাহকে বর্জিত তাপ: \[Q_2 = Q_1 - W = 1200 - 480 = 720 ext{ J}\]
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রানুসারে কার্নো চক্রের আদর্শ দক্ষতা ও কৃতকাজের সম্পর্ক।
একটি 25°C তাপমাত্রার ড্যানিয়েল কোষে \( ext{Zn}^{2+}\) আয়নের ঘনমাত্রা 0.01 M এবং \( ext{Cu}^{2+}\) আয়নের ঘনমাত্রা 0.1 M হলে কোষটির কার্যকর ইএমএফ (EMF) নার্নস্ট সমীকরণের সাহায্যে গণনা করো। (দেওয়া আছে: \(E^\circ_{ ext{cell}} = 1.10 ext{ V}\))
কোষ বিক্রিয়া: \( ext{Zn(s)} + ext{Cu}^{2+} ext{(aq)} \longrightarrow ext{Zn}^{2+} ext{(aq)} + ext{Cu(s)}\) যেখানে স্থানান্তরিত ইলেকট্রন সংখ্যা \(n = 2\)।
নার্নস্ট সমীকরণ অনুসারে:
\[E_{ ext{cell}} = E^\circ_{ ext{cell}} - rac{0.0591}{n} \log_{10}\left( rac{[ ext{Zn}^{2+}]}{[ ext{Cu}^{2+}]}
ight)\]
মান বসিয়ে:
\[E_{ ext{cell}} = 1.10 - rac{0.0591}{2} \log_{10}\left( rac{0.01}{0.1}
ight) = 1.10 - 0.02955 \log_{10}(0.1)\]
যেহেতু \(\log_{10}(0.1) = -1\):
\[E_{ ext{cell}} = 1.10 - 0.02955(-1) = 1.10 + 0.02955 = 1.12955 ext{ V} pprox 1.13 ext{ V}\]
নার্নস্ট সমীকরণ প্রয়োগ করে বিভিন্ন ঘনমাত্রায় গ্যালভানিক কোষের তড়িৎচালক বল নির্ণয়।
পর্যায় সারণিতে আয়নীকরণ শক্তি (Ionization Energy) বলতে কী বোঝায়? নাইট্রোজেনের (\(\text{N}\)) প্রথম আয়নীকরণ শক্তি অক্সিজেনের (\(\text{O}\)) চেয়ে বেশি কেন ব্যাখ্যা করো। [মান: ৫]
সংজ্ঞা: গ্যাসীয় অবস্থায় কোনো মৌলের এক মোল বিচ্ছিন্ন পরমাণুর সর্ববহিঃস্থ স্তর থেকে এক মোল ইলেকট্রন অপসারণ করে এক মোল ধনাত্মক আয়নে পরিণত করতে যে পরিমাণ শক্তির প্রয়োজন হয়।
নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের তুলনা:
- নাইট্রোজেন (\(_7\text{N}\)): \(1s^2\, 2s^2\, 2p_x^1\, 2p_y^1\, 2p_z^1\) (2p সাবশেল অর্ধপূর্ণ)।
- অক্সিজেন (\(_8\text{O}\)): \(1s^2\, 2s^2\, 2p_x^2\, 2p_y^1\, 2p_z^1\) (2p সাবশেল আংশিক পূর্ণ)।
হুন্ডের নিয়ম অনুযায়ী অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ সাবশেল অধিক সুস্থিত। নাইট্রোজেনের অর্ধপূর্ণ p-অরবিটালের সুস্থিতি ভাঙতে অতিরিক্ত শক্তির প্রয়োজন হয়, তাই অক্সিজেনের চেয়ে নাইট্রোজেনের আয়নীকরণ শক্তি বেশি।
একটি ড্যানিয়েল কোষের গঠন লেখ। \(25^\circ\text{C}\) তাপমাত্রায় গ্যালভানিক কোষ \(\text{Zn} | \text{Zn}^{2+}(0.01\,\text{M}) \,|\,|\, \text{Cu}^{2+}(0.1\,\text{M}) | \text{Cu}\)-এর কোষ বিভব (\(E_{cell}\)) নার্নস্ট সমীকরণের সাহায্যে হিসাব করো। (\(E^\circ_{\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}} = -0.76\,\text{V}\), \(E^\circ_{\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}} = +0.34\,\text{V}\)) [মান: ৫]
প্রমাণ কোষ বিভব:
\[E^\circ_{cell} = E^\circ_{cathode} - E^\circ_{anode} = 0.34 - (-0.76) = +1.10\,\text{V}\]
নার্নস্ট সমীকরণ (\(n = 2\)):
\[E_{cell} = E^\circ_{cell} - \frac{0.0591}{n} \log\frac{[\text{Zn}^{2+}]}{[\text{Cu}^{2+}]}\]
মান বসিয়ে:
\[E_{cell} = 1.10 - \frac{0.0591}{2} \log\frac{0.01}{0.1} = 1.10 - 0.02955 \times \log(0.1)\]
\[\log(0.1) = -1 \implies E_{cell} = 1.10 - (0.02955 \times -1) = 1.10 + 0.02955 = \mathbf{1.1296\,\text{V}}\]
°C তাপমাত্রায় \(\text{AgCl}\) এর দ্রাব্যতা গুণাঙ্ক \(K_{sp} = 1.8 \times 10^{-10}\)। (ক) বিশুদ্ধ পানিতে এর মোলার দ্রাব্যতা কত? (খ) 0.05 M \(\text{NaCl}\) দ্রবণে \(\text{AgCl}\) এর দ্রাব্যতা কত হবে নির্ণয় করো।
(ক) বিশুদ্ধ পানিতে দ্রাব্যতা (S):
\[\text{AgCl(s)} \rightleftharpoons \text{Ag}^+ + \text{Cl}^-\]
\[K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-] = S^2 \implies S = \sqrt{K_{sp}} = \sqrt{1.8 \times 10^{-10}} \approx 1.34 \times 10^{-5}\text{ mol/L}\]
(খ) 0.05 M NaCl দ্রবণে দ্রাব্যতা (S'):
সম-আয়ন \(\text{Cl}^-\) এর প্রভাব: \([\text{Cl}^-] = S' + 0.05 \approx 0.05\text{ M}\) (যেহেতু \(S' \ll 0.05\))।
\[K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-] = S' \times 0.05 = 1.8 \times 10^{-10}\]
\[S' = \frac{1.8 \times 10^{-10}}{0.05} = 3.6 \times 10^{-9}\text{ mol/L}\]
(সম-আয়নের প্রভাবে দ্রাব্যতা হ্রাস পেয়েছে)।
দ্রাব্যতা গুণাঙ্ক এবং সম-আয়ন প্রভাবের (Common Ion Effect) গাণিতিক বিশ্লেষণ।
হেসের তাপ সমষ্টিকরণ সূত্রটি (Hess's Law) বিবৃত করো। মিথেনের প্রমাণ দহন তাপ গণনা করো যদি দেওয়া থাকে:
(i) \(\Delta H_f^\circ[\text{CO}_2\text{(g)}] = -393.5\text{ kJ/mol}\)
(ii) \(\Delta H_f^\circ[\text{H}_2\text{O(l)}] = -285.8\text{ kJ/mol}\)
(iii) \(\Delta H_f^\circ[\text{CH}_4\text{(g)}] = -74.8\text{ kJ/mol}\)
হেসের সূত্র: কোনো রাসায়নিক পরিবর্তন এক ধাপে বা একাধিক ভিন্ন ধাপে সম্পন্ন হোক না কেন, বিক্রিয়ার প্রারম্ভিক ও চূড়ান্ত অবস্থা একই থাকলে এনথালপির মোট পরিবর্তন সর্বদা সমান থাকে।
মিথেনের দহন বিক্রিয়া:
\[\text{CH}_4\text{(g)} + 2\text{O}_2\text{(g)} \longrightarrow \text{CO}_2\text{(g)} + 2\text{H}_2\text{O(l)}\]
বিক্রিয়ার তাপ: \[\Delta H_{\text{comb}} = \sum \Delta H_f^\circ(\text{Products}) - \sum \Delta H_f^\circ(\text{Reactants})\]
\[\Delta H_{\text{comb}} = [\Delta H_f^\circ(\text{CO}_2) + 2 \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O})] - [\Delta H_f^\circ(\text{CH}_4) + 2 \Delta H_f^\circ(\text{O}_2)]\]
মান বসিয়ে (যেহেতু প্রমাণ অবস্থায় \(\Delta H_f^\circ(\text{O}_2) = 0\)):
\[\Delta H_{\text{comb}} = [-393.5 + 2(-285.8)] - [-74.8 + 0]\]
\[\Delta H_{\text{comb}} = [-393.5 - 571.6] + 74.8 = -965.1 + 74.8 = -890.3\text{ kJ/mol}\]
হেসের সূত্রের বিবৃতি ও গঠন তাপ হতে দহন তাপ নির্ণয়ের যথার্থ সমীকরণ।
নির্দিষ্ট সমাকলন (Definite Integral) ব্যবহার করে \(y = 4 - x^2\) প্যারাবোলা এবং \(x\)-অক্ষ দ্বারা আবদ্ধ অঞ্চলের ক্ষেত্রফল নির্ণয় করো। [মান: ৫]
ছেদবিন্দু নির্ণয়: \(x\)-অক্ষে \(y = 0\):
\[4 - x^2 = 0 \implies x^2 = 4 \implies x = -2 \text{ এবং } x = +2\]
ক্ষেত্রফল সমাকলন: \[A = \int_{-2}^2 (4 - x^2) dx\]
যেহেতু এটি যুগ্ম ফাংশন: \[A = 2 \int_0^2 (4 - x^2) dx = 2 \left[ 4x - \frac{x^3}{3} \right]_0^2 = 2 \left[ 4(2) - \frac{8}{3} \right] = 2 \left[ 8 - \frac{8}{3} \right] = 2 \times \frac{16}{3} = \mathbf{\frac{32}{3} = 10.67\text{ বর্গ একক}}\]
অনির্দিষ্ট যোগজ (Integration) নির্ণয় করো: \[\int x^2 e^{2x} \, dx\] [মান: ৫]
LIATE নিয়ম অনুযায়ী \(u = x^2, v = e^{2x}\):
\[\int u v \, dx = u \int v \, dx - \int \left( \frac{du}{dx} \int v \, dx \right) dx\]
\[I = x^2 \left(\frac{e^{2x}}{2}\right) - \int 2x \left(\frac{e^{2x}}{2}\right) dx = \frac{1}{2} x^2 e^{2x} - \int x e^{2x} \, dx\]
পুনরায় ইউ-ভি নিয়ম প্রয়োগ করে:
\[\int x e^{2x} dx = x \left(\frac{e^{2x}}{2}\right) - \int 1 \cdot \frac{e^{2x}}{2} dx = \frac{1}{2} x e^{2x} - \frac{1}{4} e^{2x}\]
মান বসিয়ে: \[I = \frac{1}{2} x^2 e^{2x} - \frac{1}{2} x e^{2x} + \frac{1}{4} e^{2x} + C = \mathbf{\frac{e^{2x}}{4} (2x^2 - 2x + 1) + C}\]
নির্দিষ্ট সমাকলনের ধর্মাবলী ব্যবহার করে মান নির্ণয় করো: \[\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\sin x}{\sin x + \cos x} \, dx\] [মান: ৫]
সমাধান:
ধরি, \[I = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\sin x}{\sin x + \cos x} \, dx \quad \cdots (1)\]
নির্দিষ্ট যোগজের ধর্ম \(\int_{0}^{a} f(x) dx = \int_{0}^{a} f(a - x) dx\) প্রয়োগ করে:
\[I = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\sin(\frac{\pi}{2} - x)}{\sin(\frac{\pi}{2} - x) + \cos(\frac{\pi}{2} - x)} \, dx = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\cos x}{\cos x + \sin x} \, dx \quad \cdots (2)\]
সমীকরণ (১) ও (২) যোগ করে:
\[2I = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\sin x + \cos x}{\sin x + \cos x} \, dx = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} 1 \, dx = [x]_{0}^{\frac{\pi}{2}} = \frac{\pi}{2}\]
\[\mathbf{I = \frac{\pi}{4}}\]
ক্র্যামারের নিয়ম (Cramer's Rule) প্রয়োগ করে সমীকরণ জোটের সমাধান করো:
\[x + 2y + 3z = 14\]\[2x - y + z = 3\]\[3x + y - 2z = -1\]
সহগ নির্ণায়ক: \[D = \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & -1 & 1 \\ 3 & 1 & -2 \end{vmatrix}\]
\[D = 1(2 - 1) - 2(-4 - 3) + 3(2 - (-3)) = 1(1) - 2(-7) + 3(5) = 1 + 14 + 15 = 30\]
\(x\) এর নির্ণায়ক: \[D_x = \begin{vmatrix} 14 & 2 & 3 \\ 3 & -1 & 1 \\ -1 & 1 & -2 \end{vmatrix} = 14(1) - 2(-5) + 3(2) = 14 + 10 + 6 = 30\]
\(y\) এর নির্ণায়ক: \[D_y = \begin{vmatrix} 1 & 14 & 3 \\ 2 & 3 & 1 \\ 3 & -1 & -2 \end{vmatrix} = 1(-5) - 14(-7) + 3(-11) = -5 + 98 - 33 = 60\]
\(z\) এর নির্ণায়ক: \[D_z = \begin{vmatrix} 1 & 2 & 14 \\ 2 & -1 & 3 \\ 3 & 1 & -1 \end{vmatrix} = 1(-2) - 2(-11) + 14(5) = -2 + 22 + 70 = 90\]
ক্র্যামারের সূত্র অনুযায়ী: \[x = \frac{D_x}{D} = \frac{30}{30} = 1, \quad y = \frac{D_y}{D} = \frac{60}{30} = 2, \quad z = \frac{D_z}{D} = \frac{90}{30} = 3\]
নির্ণেয় সমাধান: \((x, y, z) = (1, 2, 3)\)।
নির্ণায়কের বিস্তৃতিকরণ ও ক্র্যামারের নিয়মের সঠিক প্রয়োগ।
\((2x^2 - \frac{1}{x})^{15}\) এর দ্বিপদী বিস্তৃতিতে \(x\) বর্জিত পদের মান কত?
দ্বিপদী রাশি \((2x^2 - x^{-1})^{15}\) এর সাধারণ পদ (General Term, \(T_{r+1}\)):
\[T_{r+1} = \binom{15}{r} (2x^2)^{15 - r} (-x^{-1})^r\]
\[T_{r+1} = \binom{15}{r} 2^{15 - r} x^{2(15 - r)} (-1)^r x^{-r} = (-1)^r \binom{15}{r} 2^{15 - r} x^{30 - 2r - r} = (-1)^r \binom{15}{r} 2^{15 - r} x^{30 - 3r}\]
পদটি \(x\) বর্জিত (স্বাধীন) হওয়ার শর্ত: \[30 - 3r = 0 \implies 3r = 30 \implies r = 10\]
সুতরাং ১১-তম পদটি \(x\) বর্জিত। এর মান: \[T_{11} = (-1)^{10} \binom{15}{10} 2^{15 - 10} = 1 \times \binom{15}{5} \times 2^5\]
\[\binom{15}{5} = \frac{15 \times 14 \times 13 \times 12 \times 11}{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1} = 3003\]
\[T_{11} = 3003 \times 32 = 96096\]
দ্বিপদী উপপাদ্যের সাধারণ পদ থেকে সূচকীয় শর্ত দ্বারা পদ নির্ণয়।
নির্দেশনা অনুযায়ী বাক্যগুলো পরিবর্তন করো:
(i) He said to me, "Did you submit the engineering report yesterday?" (Change into Indirect Speech)
(ii) Engineers are building a modern bridge over the river. (Change into Passive Voice)
(iii) Though he worked hard, he could not finish the drawing in time. (Make it Compound) [মান: ৫]
উত্তরসমূহ:
(i) Indirect Speech: He asked me if (or whether) I had submitted the engineering report the previous day (or the day before).
(ii) Passive Voice: A modern bridge is being built over the river by engineers.
(iii) Compound Sentence: He worked hard, but he could not finish the drawing in time.
Change the voice of the following sentences as directed:
(i) The engineers are constructing a high-speed railway bridge. (Passive)
(ii) Who solved this difficult circuit problem? (Passive)
(iii) Let the machine be switched off immediately. (Active)
(iv) Smoke filled the laboratory. (Passive)
(v) We must respect our teachers. (Passive) [মান: ৫]
Answers:
(i) Passive: A high-speed railway bridge is being constructed by the engineers.
(ii) Passive: By whom was this difficult circuit problem solved?
(iii) Active: Switch off the machine immediately.
(iv) Passive: The laboratory was filled with smoke. ('filled with', not 'by').
(v) Passive: Our teachers must be respected by us.
Transform the following sentences as directed:
(a) In spite of working diligently day and night, the young scientist could not achieve the desired experimental results. (Make it Compound)
(b) Only perseverance and intellectual honesty can lead an engineer to genuine breakthroughs. (Make it Negative without changing meaning)
(c) The microprocessor is so intricate that a layman cannot comprehend its architectural layout. (Make it Simple)
(d) Who does not aspire to secure a prestigious admission into DUET? (Make it Assertive)
(e) The committee said to him, "Submit your thesis proposal before Friday." (Change into Indirect Speech)
Answers:
(a) Compound: The young scientist worked diligently day and night, yet he could not achieve the desired experimental results.
(b) Negative: None but perseverance and intellectual honesty can lead an engineer to genuine breakthroughs.
(c) Simple: The microprocessor is too intricate for a layman to comprehend its architectural layout.
(d) Assertive: Everyone aspires to secure a prestigious admission into DUET.
(e) Indirect Speech: The committee instructed (or ordered) him to submit his thesis proposal before Friday.
Tests structural versatility: simple/compound transitions, negative transformation, assertive conversion, and imperative narration.
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)ডিমেনশনাল ডায়নামিকসে ডার্সির সূত্র (Darcy's Law) অনুসারে মাটিতে পানির নিঃসরণ বেগ (v) কিসের সমানুপাতিক?
ল্যামিনার প্রবাহে ডার্সির সূত্র: \[v = k \cdot i\], যেখানে k হলো মাটির পারমিয়্যাবিলিটি সহগ এবং i হলো হাইড্রোলিক গ্রেডিয়েন্ট (h/L)।
টারজাঘির একক বিয়ারিং ক্ষমতা সমীকরণে স্ট্রিপ ফুটিংয়ের (Strip Footing) জন্য আলটিমেট ভারবহন ক্ষমতা (q_ult) কোনটি?
Karl Terzaghi-র ক্লাসিকাল অগভীর ভিত্তির সমীকরণ: \[q_u = c N_c + \gamma D_f N_q + 0.5 \gamma B N_\gamma\]। বর্গাকার হলে প্রথম পদে 1.3 এবং শেষ পদে 0.4 গুণ হয়।
হাইওয়েতে অনুভূমিক বাঁকে কেন্দ্রাতিগ বল (Centrifugal Force) প্রশমিত করতে রাস্তার বাইরের ধার ভেতরের ধার অপেক্ষা উঁচুকরণকে কী বলে?
যানবাহন উল্টে যাওয়া বা স্কিডিং রোধ করতে বাঁকে বাইরের কিনারা উঁচুকরণকে সুপার-এলিভেশন বলে, যার সূত্র: \[e + f = rac{v^2}{127 R}\]।
সড়কের পৃষ্ঠ হতে বৃষ্টির পানি নিষ্কাশনের সুবিধার্থে রাস্তার কেন্দ্রের অংশকে দুই পাশের চেয়ে সামান্য উঁচুকরণকে কী বলা হয়?
রাস্তার পৃষ্ঠ থেকে দ্রুত বৃষ্টির পানি পার্শ্ব ড্রেনে সরিয়ে ফুটপাথকে সুরক্ষিত রাখতে ট্রান্সভার্স ঢাল বা ক্যাম্বার প্রদান করা হয়।
বিশুদ্ধ পানির 5-দিনের বায়োকেমিক্যাল অক্সিজেন ডিমান্ড (BOD₅) সাধারণত কত হওয়া উচিত?
বিশুদ্ধ ও পানযোগ্য প্রাকৃতিক পানির BOD₅ মান 1-2 ppm (বা mg/L) এর কম থাকে। মান যত বাড়ে পানি তত জৈব দূষণে দূষিত।
পানীয় জল শোধনাগারে রোগ সৃষ্টিকারী ক্ষতিকর জীবাণু ধ্বংসের জন্য ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়াকে কী বলা হয়?
পানির প্যাথোজেনিক ব্যাকটেরিয়া ধ্বংস করতে ক্লোরিন, ওজোন বা অতিবেগুনি রশ্মি প্রয়োগকে ডিসইনফেকশন বা জীবাণুমুক্তকরণ বলে।
আরসিসি ডিজাইনে টেনসাইল রডের নূন্যতম রিইনফোর্সমেন্ট রেশিও (ρ_min) নির্ধারণের মূল উদ্দেশ্য কী?
কংক্রিট টেনশনে ফেটে যাওয়ার সাথে সাথে যাতে সম্পূর্ণ বিম ধসে না পড়ে রড লোড বহন করে প্লাস্টিক ডিফর্মেশন দেখাতে পারে এজন্য \[ ho_{\min} = rac{1.4}{f_y}\] নিশ্চিত করা হয়।
আরসিসি বিমে আন্ডার-রিইনফোর্সড (Under-Reinforced) ডিজাইনে ব্যর্থতার প্রকৃতি কেমন হয়?
আন্ডার-রিইনফোর্সড বিমে কংক্রিট ভাঙার পূর্বেই স্টিল ইল্ডিং সীমায় পৌঁছে প্রসারিত হয়, ফলে বিমে বড় ধরনের ডিফ্লেকশন ও ফাটলের মাধ্যমে আগাম সতর্কবার্তা পাওয়া যায়।
আরসিসি বিমে ডায়াগোনাল টেনশন ফাটল (Diagonal Tension Crack) সাধারণত কোন অঞ্চলে দেখা যায়?
সাপোর্টের সন্নিকটে সর্বোচ্চ শিয়ার বল এবং বেন্ডিং পীড়নের লব্ধির ফলে 45 ডিগ্রি কোণে ডায়াগোনাল টেনশন সৃষ্টি হয়, যা প্রতিরোধে খাড়া স্টিরাপ (Stirrups) দেওয়া হয়।
একটি দ্বিমুখী স্ল্যাবের (Two-Way Slab) দীর্ঘতম স্প্যান (L) ও সংক্ষিপ্ত স্প্যানের (S) অনুপাত (L/S) কত হতে হয়?
স্ল্যাবের দৈর্ঘ্য ও প্রস্থের অনুপাত 2.0 এর কম হলে লোড উভয় দিকে বণ্টিত হয় এবং তাকে টু-ওয়ে স্ল্যাব বলে। অনুপাত 2.0 বা বেশি হলে ওয়ান-ওয়ে স্ল্যাব।
কলামে টাই বার (Ties) বা ল্যাটারাল স্পাইরাল ব্যবহারের প্রধান কাঠামোগত উদ্দেশ্য কোনটি?
টাই বার প্রধান ভার্টিক্যাল রডগুলোকে তাদের নির্ধারিত অবস্থানে দৃঢ়ভাবে ধরে রাখে এবং উচ্চ কম্প্রেসিভ লোডে রডের বাইরের দিকে বাঁকা বা বাকলিং হওয়া প্রতিহত করে।
প্রজেক্ট ম্যানেজমেন্টে ক্রিটিক্যাল পাথ (Critical Path Method, CPM) বলতে নিচের কোনটিকে বোঝায়?
ক্রিটিক্যাল পাথ হলো প্রজেক্ট নেটওয়ার্কের সবচেয়ে দীর্ঘ অবিচ্ছিন্ন পথ যা সমাপ্ত করতে সর্বোচ্চ সময় লাগে। এই পাথের কোনো কাজের বিলম্ব হলে সমগ্র প্রকল্প বিলম্বিত হয় (Total Float = 0)।
স্টিলে কার্বনের শতকরা পরিমাণ বৃদ্ধি করলে স্টিলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যে কোন পরিবর্তন ঘটে?
কার্বন বৃদ্ধি করলে পার্লাইট ও সিমেন্টাইট স্তর গঠনের ফলে উপাদান শক্ত ও মজবুত হয় কিন্তু এটি সহজে নমনীয় হতে পারে না অর্থাৎ ভঙ্গুরতা বাড়ে ও ডাকটিলিটি কমে।
মৃদু ইস্পাতের (Mild Steel) জন্য আদর্শ ইয়ং মডুলাস (Modulus of Elasticity, E) এর মান কত?
কাঠামোগত স্টিলের ক্ষেত্রে স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক প্রায় 200 GPa বা 29,000 ksi। কংক্রিটের ক্ষেত্রে এটি প্রায় 20-30 GPa।
সাধারণ ইটের আদর্শ পরিমাপ (Standard Modular Size of Brick in Bangladesh, মসলা ছাড়া) কোনটি?
BDS 208 ও PWD শিডিউল অনুযায়ী ঐতিহ্যবাহী বাংলাদেশী ইটের সাইজ 9.5 ইঞ্চি × 4.5 ইঞ্চি × 2.75 ইঞ্চি।
কাঠামোগত ট্রাসে (Truss) মেম্বারসমূহের সংযোগস্থলকে সাধারণত কী প্রকৃতির জয়েন্ট বিবেচনা করা হয়?
আইডিয়াল ট্রাস তত্ত্বে প্রতিটি নোড বা জয়েন্টকে ঘর্ষণহীন পিন ধরা হয় যাতে মেম্বারে কেবল অক্ষীয় টানা (Tension) বা চাপ (Compression) বল কাজ করে এবং বেন্ডিং মোমেন্ট শূন্য থাকে।
কংক্রিট ঢালাইয়ের পর পানির সংস্পর্শে শক্তিবৃদ্ধি প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় আর্দ্রকরণ প্রক্রিয়াকে কী বলে?
সিমেন্টের পূর্ণ হাইড্রেশনের মাধ্যমে কাঙ্ক্ষিত শক্তি অর্জন এবং শুষ্ক সংকোচনজনিত ফাটল রোধে কমপক্ষে ৭-২৮ দিন ভিজিয়ে রাখাকে কিউরিং বলে।
সাধারণ পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের (OPC) প্রাথমিক জমাটবদ্ধ কাল (Initial Setting Time) ন্যূনতম কত?
BDS ও ASTM C150 মান অনুযায়ী সাধারণ পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের প্রাথমিক জমাটবদ্ধ কাল ন্যূনতম 30 মিনিট এবং চূড়ান্ত কাল সর্বোচ্চ 600 মিনিট (10 ঘণ্টা)।
কংক্রিটের স্ট্যান্ডার্ড কিউব টেস্টের (Compressive Strength) আদর্শ সাইজ কোনটি?
BS ও ASTM মান অনুযায়ী কংক্রিটের স্ট্যান্ডার্ড কিউব সাইজ 150 mm এবং সিলিন্ডারের সাইজ 150 mm ব্যাস × 300 mm উচ্চতা।
কংক্রিট তৈরিতে পানির সাথে সিমেন্টের ওজন অনুপাত (Water-Cement Ratio) বৃদ্ধি করলে কোনটি ঘটে?
Abrams' Law অনুসারে W/C অনুপাত বাড়লে ওয়ার্ক্যাবিলিটি বাড়ে তবে অতিরিক্ত পানি শুকিয়ে যাওয়ার পর সূক্ষ্ম ছিদ্র সৃষ্টির কারণে কংক্রিটের কম্প্রেসিভ শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
বালির সূক্ষ্মতা গুণাঙ্ক (Fineness Modulus, FM) 2.6 হতে 2.9 হলে উক্ত বালিকে কোন শ্রেণীর অন্তর্ভুক্ত করা হয়?
ASTM ও BNBC অনুযায়ী: FM 2.2-2.6 মধ্যম বালি, FM 2.6-2.9 মোটা বালি এবং FM 2.9 এর বেশি অতিরিক্ত মোটা বালি হিসেবে গণ্য হয়।
সিমেন্টের সাউন্ডনেস (Soundness) বা আয়তন স্থায়িত্ব পরীক্ষার জন্য কোন যন্ত্রটি ব্যবহৃত হয়?
মুক্ত চুন (Free Lime) ও ম্যাগনেশিয়ার কারণে সিমেন্টের অতিরিক্ত প্রসারণ রোধ ও সাউন্ডনেস যাচাইয়ে লে-শাতেলিয়ার অ্যাপারেটাস ও অটোকেভ টেস্ট ব্যবহৃত হয়। ভিকাট নিডল দিয়ে জমাটবদ্ধ কাল নির্ণয় করা হয়।
লেভেলিংয়ে ব্যাকসাইট (Backsight, BS) পাঠ সর্বদা কোন বিন্দুতে নেওয়া হয়?
যন্ত্র স্থাপনের পর প্রথম যে পাঠটি জানা আরএল (RL) বিশিষ্ট বেঞ্চমার্কে বা চেঞ্জ পয়েন্টে নেওয়া হয় তাকে ব্যাকসাইট বলে।
লেভেলিং যন্ত্রের উচ্চতা পদ্ধতিতে যন্ত্রের অক্ষের উচ্চতা (Height of Instrument, HI) নির্ণয়ের সমীকরণ কোনটি?
কলাইমেশন বা হাইট অব ইনস্ট্রুমেন্ট পদ্ধতিতে: \[HI = RL_{ ext{BM}} + BS\] এবং যেকোনো স্টেশনের \[RL = HI - IS ext{ বা } HI - FS\]।
পৃথিবীর বক্রতার (Curvature) জন্য লেভেলিং পাঠে প্রয়োজনীয় সংশোধন (Curvature Correction, C_c) এর মান কত?
পৃথিবীর বক্রতার কারণে দৃশ্যমান রেখা প্রকৃত অনুভূমিক তলের উপরে অবস্থান করায় স্টাফ পাঠ বেশি আসে। ফলে সংশোধন ঋণাত্মক হয়: \[C_c = - rac{d^2}{2R} pprox -0.0785 d^2 ext{ m}\], যেখানে d কিমি এককে দূরত্ব।
একটি কন্ট্যুর ম্যাপে কন্ট্যুর রেখাসমূহ খুব কাছাকাছি ঘন সন্নিবিষ্ট থাকলে তা ভূমির কোন প্রকৃতি নির্দেশ করে?
কন্ট্যুর রেখাগুলোর মধ্যবর্তী অনুভূমিক দূরত্ব (Horizontal Equivalent) যত কম হয়, ভূমির ঢাল তত বেশি বা খাড়া নির্দেশিত হয়।
হুকের সূত্র (Hooke's Law) স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন ও বিকৃতির কোন সম্পর্ক নির্দেশ করে?
স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে হুকের সূত্র: \[\sigma = E \cdot arepsilon\], যেখানে E হলো ইয়ং এর স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক (Young's Modulus)।
পয়সনের অনুপাত (Poisson's Ratio, ν) বলতে নিচের কোন দুই বিকৃতির অনুপাতকে বোঝায়?
অক্ষীয় বল প্রয়োগের ফলে অক্ষীয় প্রসারণের সাথে লম্ব অভিমুখে সংকোচনের অনুপাতই পয়সনের অনুপাত: \[ u = - rac{ arepsilon_{ ext{lateral}}}{ arepsilon_{ ext{axial}}}\]। স্টিলের ক্ষেত্রে এর মান প্রায় 0.28-0.30।
সমভাবে বিস্তৃত লোড (UDL) বিশিষ্ট সাধারণভাবে স্থাপিত বিমের বেন্ডিং মোমেন্ট ডায়াগ্রামের (BMD) আকার কেমন হয়?
লোড সমীকরণ ধ্রুবক (0 ডিগ্রি), শিয়ার ফোর্স 1ম মাত্রার রৈখিক এবং বেন্ডিং মোমেন্ট সমীকরণ ২য় মাত্রার বহুপদী হওয়ায় প্যারাবলিক বক্ররেখা সৃষ্টি হয়।
বিমের যে বিন্দুতে বেন্ডিং মোমেন্টের মান শূন্য হয় এবং বক্রতার দিক ধনাত্মক হতে ঋণাত্মকে পরিবর্তিত হয় তাকে কী বলে?
ওভারহ্যাংগিং বা অবিচ্ছিন্ন বিমে যেখানে স্যাগিং হতে হগিং মোমেন্টে রূপান্তর ঘটে এবং মোমেন্ট ডায়াগ্রাম শূন্য অক্ষ অতিক্রম করে তাকে পয়েন্ট অব কন্ট্রাফ্লেক্সার বলে।
ফ্লেক্সারাল সূত্র (Bending Stress Formula) অনুসারে বিমের প্রস্থচ্ছেদে বেন্ডিং স্ট্রেসের সঠিক সমীকরণ কোনটি?
বিশুদ্ধ বেন্ডিং সমীকরণ: \[ rac{M}{I} = rac{\sigma}{y} = rac{E}{R} \implies \sigma = rac{M y}{I}\], যেখানে y নিরপেক্ষ অক্ষ হতে দূরত্ব এবং I জড়তার ভ্রামক।
বৃত্তাকার শ্যাফটের টরশন সূত্রে পোলার সেকশন মডুলাস (Z_p) এর মান d ব্যাসের শ্যাফটের জন্য কত?
পোলার মোমেন্ট অব ইনার্শিয়া \[J = rac{\pi d^4}{32}\]। সর্বোচ্চ ব্যাসার্ধ \[r = rac{d}{2}\]। সুতরাং \[Z_p = rac{J}{r} = rac{\pi d^3}{16}\]।
ইউলারের সূত্র অনুসারে উভয় প্রান্ত ফিক্সড (Fixed-Fixed) কলামের কার্যকরী দৈর্ঘ্য (Effective Length, L_e) কত?
উভয় প্রান্ত সম্পূর্ণ দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ থাকলে ইনফ্লেকশন বিন্দুর মধ্যকার কার্যকরী দৈর্ঘ্য মূল দৈর্ঘ্যের অর্ধেক হয় (L_e = 0.5 L বা L/2)।
তরলে নিমজ্জিত সমতল উল্লম্ব পৃষ্ঠে কার্যকর মোট হাইড্রোস্ট্যাটিক বল (Total Pressure, F) এর সূত্র কোনটি?
হাইড্রোস্ট্যাটিক বল ক্ষেত্রফলের সেন্ট্রয়েডের গভীরতায় চাপের সমান: \[F = P_{ ext{avg}} imes A = ( ho g ar{h}) A = w A ar{h}\]।
পাইপে প্রবাহিত পানির হেড লস (Head Loss) নির্ণয়ে ডার্সি-ওয়েইসব্যাক (Darcy-Weisbach) সূত্র কোনটি?
ডার্সি-ওয়েইসব্যাক সূত্রানুযায়ী পাইপে ঘর্ষণজনিত হেড লস: \[h_f = rac{f L v^2}{2 g D}\], যেখানে f ডার্সি ঘর্ষণ সহগ এবং v প্রবাহ বেগ।
ম্যানিংয়ের সূত্রে উন্মুক্ত খালের হাইড্রোলিক ব্যাসার্ধ (Hydraulic Radius, R) এর সংজ্ঞা কোনটি?
হাইড্রোলিক ব্যাসার্ধ হলো প্রবাহ ক্ষেত্রফল এবং পানির সংস্পর্শে থাকা চ্যানেলের তলার পরিসীমার অনুপাত: \[R = rac{A}{P}\]।
একটি উন্মুক্ত খালে ফ্রউড সংখ্যা (Froude Number, Fr) > 1.0 হলে উক্ত প্রবাহকে কী বলা হয়?
Fr = v / √(g y_h); Fr < 1 হলে সাবক্রিটিক্যাল বা শান্ত প্রবাহ, Fr = 1 হলে সংকট প্রবাহ এবং Fr > 1 হলে অতিসংকট বা সুপারক্রিটিক্যাল প্রবাহ।
মৃত্তিকা বলবিদ্যায় মাটির শূন্যস্থান অনুপাত (Void Ratio, e) এবং রন্ধ্রতার (Porosity, n) সঠিক সম্পর্ক কোনটি?
মৃত্তিকার দশা চিত্রে: \[e = rac{V_v}{V_s} = rac{n}{1 - n}\] এবং \[n = rac{V_v}{V} = rac{e}{1 + e}\]।
সম্পূর্ণ সম্পৃক্ত মাটিতে (Fully Saturated Soil) সম্পৃক্তি মাত্রা (Degree of Saturation, S) এর মান কত?
ডিগ্রি অব স্যাচুরেশন: \[S = rac{V_w}{V_v} imes 100\%\]। সমস্ত রন্ধ্রে পানি পূর্ণ থাকলে V_w = V_v হওয়ায় S = 100%।
মাটির প্লাস্টিসিটি ইনডেক্স (Plasticity Index, PI) নির্ণয়ের সঠিক সূত্র কোনটি?
অ্যাটারবার্গ লিমিট অনুসারে প্লাস্টিসিটি সূচক হলো তরল সীমা (Liquid Limit, LL) এবং প্লাস্টিক সীমার (Plastic Limit, PL) ব্যবধান: \[PI = LL - PL\]।
বিভাগ-খ: টেকনিক্যাল লিখিত প্রশ্ন (Technical Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরকলিমেশন বা হাইট অব ইনস্ট্রুমেন্ট (HI) পদ্ধতিতে লেভেলিংয়ের কাজের নিয়মাবলী ছক আকারে বর্ণনা করো। বেঞ্চমার্কের RL দেওয়া থাকলে কীভাবে স্টেশন পয়েন্টের RL বের করা হয় এবং গাণিতিক শুদ্ধতা পরীক্ষা (Arithmetic Check) কী? [মান: ৫]
HI পদ্ধতি সূত্রাবলী:
১. যন্ত্রের উচ্চতা: \(\text{HI} = \text{RL of BM} + \text{BS (Back Sight)}\)
২. যেকোনো স্টেশনের RL: \(\text{RL} = \text{HI} - \text{IS (Intermediate Sight)}\) অথবা \(\text{HI} - \text{FS (Fore Sight)}\)
গাণিতিক শুদ্ধতা পরীক্ষা (Arithmetic Check):
\[\sum \text{BS} - \sum \text{FS} = \text{Last RL} - \text{First RL}\]
এই দুটি মান পরস্পর সমান হলে লেভেল বইয়ের হিসাব নির্ভুল হয়েছে প্রমাণিত হয়।
থিওডোলাইট ব্যবহার করে পুনরাবৃত্তি পদ্ধতি (Repetition Method)-তে অনুভূমিক কোণ পরিমাপের ধাপগুলো সংক্ষেপে লেখ। এই পদ্ধতির প্রধান সুবিধা কী? [মান: ৫]
ধাপসমূহ:
১. টেলিস্কোপকে রেফারেন্স স্টেশন \(A\)-তে বাইসেক্ট করে ভার্নিয়ার \(A\)-কে \(0^\circ\) তে লক করা হয়।
২. আপার ক্ল্যাম্প আলগা করে স্টেশন \(B\)-তে বাইসেক্ট করা হয় এবং পাঠ \(\theta\) নেওয়া হয়।
৩. লোয়ার ক্ল্যাম্প আলগা করে পুনরায় \(A\)-তে তাক করা হয় (পাঠ অপরিবর্তিত রেখে)।
৪. আবার আপার ক্ল্যাম্প ঘুরিয়ে \(B\)-তে তাক করলে পাঠ দ্বিগুণ (\(2\theta\)) হয়।
৫. এভাবে \(n\) বার পুনরাবৃত্তি করে চূড়ান্ত পাঠকে \(n\) দিয়ে ভাগ করা হয়।
সুবিধা: যন্ত্রের গ্র্যাজুয়েশন ত্রুটি, ভার্নিয়ার রিডিং ত্রুটি দূর হয়ে অত্যন্ত নিখুঁত কোণ পাওয়া যায়।
একটি \(8\,\text{m}\) দীর্ঘ সাধারণভাবে সমর্থিত বিমের সম্পূর্ণ দৈর্ঘ্যের উপর \(4\,\text{kN/m}\) সমভাবে বিস্তৃত লোড (UDL) ক্রিয়াশীল।
(ক) বিমের সর্বোচ্চ শেয়ার ফোর্স ও সর্বোচ্চ বেন্ডিং মোমেন্ট নির্ণয় করো।
(খ) SFD এবং BMD-এর সাধারণ রূপ বর্ণনা করো। [মান: ৫]
গণনা:
মোট লোড: \(W = w \times L = 4 \times 8 = 32\,\text{kN}\)
সাপোর্ট রিঅ্যাকশন: \(R_A = R_B = \frac{32}{2} = 16\,\text{kN}\)
(ক) সর্বোচ্চ মান:
- সর্বোচ্চ শেয়ার ফোর্স (সাপোর্টে): \[V_{max} = R_A = \mathbf{16\,\text{kN}}\]
- সর্বোচ্চ বেন্ডিং মোমেন্ট (কেন্দ্রে, যেখানে \(SF = 0\)): \[M_{max} = \frac{w L^2}{8} = \frac{4 \times 8^2}{8} = 4 \times 8 = \mathbf{32\,\text{kN}\cdot\text{m}}\]
(খ) রূপরেখা: SFD হবে একটি আনত সরলরেখা (+16 থেকে -16 পর্যন্ত) এবং BMD হবে একটি প্রতিসম ২য় ঘাতের প্যারাবোলা (Parabola)।
বৃত্তাকার শ্যাফটের টরশন সমীকরণ \(\frac{T}{J} = \frac{\tau}{r} = \frac{G \theta}{L}\) লেখ। একটি \(50\,\text{mm}\) ব্যাসের সলিড শ্যাফট সর্বাধিক কত টর্ক (\(T\)) বহন করতে পারবে যদি সর্বোচ্চ শিয়ার পীড়ন \(60\,\text{MPa}\) অতিক্রম না করে? [মান: ৫]
টরশন সমীকরণ ও সূত্র:
সলিড বৃত্তাকার শ্যাফটের পোলার সেকশন মডুলাস: \[Z_p = \frac{J}{r} = \frac{\pi}{16} d^3\]
সর্বোচ্চ টর্ক বহন ক্ষমতা: \[T = \tau_{max} \times Z_p = \tau_{max} \times \frac{\pi}{16} d^3\]
গণনা (\(d = 50\,\text{mm}, \tau_{max} = 60\,\text{N/mm}^2\)):
\[T = 60 \times \frac{\pi}{16} \times (50)^3 = 60 \times 0.19635 \times 125,000 = 1,472,625\,\text{N}\cdot\text{mm} = \mathbf{1.473\,\text{kN}\cdot\text{m}}\]
WSD (Working Stress Design) পদ্ধতিতে একটি সিঙ্গলি রিইনফোর্সড আয়তাকার বিমের নিউট্রাল অ্যাক্সিস ডেপথ (\(k d\)) নির্ণয়ের সূত্রটি এরিয়া মোমেন্টের সাহায্যে প্রতিপাদন করো। মড্যুলার রেশিও (\(n\)) কী? [মান: ৫]
প্রতিপাদন:
নিরপেক্ষ অক্ষের সাপেক্ষে কম্প্রেশন জোনের কংক্রিটের ক্ষেত্রফলের মোমেন্ট এবং টেনশন জোনের স্টিলের সমতুল্য ক্ষেত্রফলের মোমেন্ট সমান হবে:
\[b \cdot (k d) \cdot \frac{k d}{2} = n \cdot A_s \cdot (d - k d)\]
\[\frac{b (k d)^2}{2} + n A_s (k d) - n A_s d = 0\]
উভয়পক্ষকে \(b d^2\) দিয়ে ভাগ করে স্টিল রেশিও \(\rho = \frac{A_s}{b d}\) বসালে: \(\frac{k^2}{2} + n \rho k - n \rho = 0\)
\[\mathbf{k = \sqrt{(n \rho)^2 + 2 n \rho} - n \rho}\]
মড্যুলার রেশিও: স্টিল ও কংক্রিটের স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্কের অনুপাত: \(n = \frac{E_s}{E_c}\)।
একটি RCC স্ল্যাব ওয়ান-ওয়ে (One-way) নাকি টু-ওয়ে (Two-way) হবে তা কীভাবে নির্ধারিত হয়? এদের লোড ডিস্ট্রিবিউশন এবং প্রধান রড (Main reinforcement) স্থাপনের পার্থক্য লেখ। [মান: ৫]
নির্ধারণ পদ্ধতি: স্ল্যাবের দীর্ঘ বাহু (\(L_y\)) এবং খাটো বাহু (\(L_x\))-এর অনুপাতের উপর ভিত্তি করে:
- One-way Slab: \(\frac{L_y}{L_x} > 2\) (স্ল্যাবটি মূলত খাটো স্প্যান বরাবর বেন্ড হয়)।
- Two-way Slab: \(\frac{L_y}{L_x} \le 2\) (স্ল্যাবটি উভয় স্প্যান বরাবর সমানভাবে লোড শেয়ার করে বেন্ড হয়)।
রড স্থাপনের পার্থক্য:
- ওয়ান-ওয়ে স্ল্যাবে প্রধান রড কেবল খাটো স্প্যান বরাবর বসে এবং দীর্ঘ স্প্যান বরাবর তাপমাত্রা রড (Temperature bar) বসে।
- টু-ওয়ে স্ল্যাবে উভয় দিকেই প্রধান বেন্ডিং মোমেন্ট রড জালের মতো বসাতে হয়।
USD (Ultimate Strength Design) পদ্ধতিতে একটি সিঙ্গলি রিইনফোর্সড বিমের সুষম ইস্পাত অনুপাত \(\rho_b = 0.85 \beta_1 \frac{f_c'}{f_y} \frac{600}{600 + f_y}\) প্রতিপাদন করো। [মান: ৫]
প্রতিপাদন:
সুষম অবস্থায় কংক্রিট তার চরম বিকৃতি \(\epsilon_u = 0.003\) এবং স্টিল একই সাথে ইল্ড বিকৃতি \(\epsilon_y = \frac{f_y}{E_s} = \frac{f_y}{200,000}\)-এ পৌঁছায়।
লিনিয়ার বিকৃতি ডায়াগ্রাম থেকে: \[ rac{c}{d} = \frac{\epsilon_u}{\epsilon_u + \epsilon_y} = \frac{0.003}{0.003 + f_y / 200000} = \frac{600}{600 + f_y}\]
কংক্রিট কম্প্রেশন বল: \(C = 0.85 f_c' a b = 0.85 f_c' (\beta_1 c) b\)
স্টিল টেনশন বল: \(T = A_s f_y = (\rho_b b d) f_y\)
বলদ্বয় সমান করে (\(C = T\)): \[0.85 f_c' \beta_1 c b = \rho_b b d f_y \implies \rho_b = 0.85 \beta_1 \frac{f_c'}{f_y} \left(\frac{c}{d}\right)\]
\[\therefore \mathbf{\rho_b = 0.85 \beta_1 \frac{f_c'}{f_y} \frac{600}{600 + f_y}}\] (প্রমাণিত)
একটি আয়তাকার উইয়ারের (Rectangular Weir) উপর দিয়ে পানি প্রবাহের ডিসচার্জের ফ্রান্সিস সূত্র \(Q = \frac{2}{3} C_d \sqrt{2g} (L - 0.1 n H) H^{3/2}\) ব্যাখ্যা করো। প্রান্তিক সংকোচন (End Contractions) কী? [মান: ৫]
সূত্র উপাদানসমূহ:
- \(L\): উইয়ারের মোট ক্রেস্ট দৈর্ঘ্য
- \(H\): উইয়ারের ক্রেস্টের উপর পানির হেড
- \(C_d\): ডিসচার্জ কো-এফিশিয়েন্ট
- \(n\): প্রান্তিক সংকোচনের সংখ্যা (সাধারণত \(n = 2\))
End Contractions: উইয়ারের দুই পাশের খাড়া দেয়ালের ঘর্ষণের কারণে পানির চাদর (Nappe) সংকুচিত হয়ে কার্যকর দৈর্ঘ্য কমে যায়। প্রতিটি প্রান্তিক সংকোচন দৈর্ঘ্য \(0.1 H\) পরিমাণ হ্রাস করে, ফলে কার্যকর দৈর্ঘ্য হয় \((L - 0.1 n H)\)।
মুক্ত খাল বা চ্যানেলে পানির প্রবাহের জন্য ম্যানিংসের সূত্র \(v = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2}\) ব্যাখ্যা করো। হাইড্রোলিক রেডিয়াস (\(R\)) কী? [মান: ৫]
ম্যানিংসের সমীকরণ:
- \(v\): পানির গড় প্রবাহ বেগ (m/s)
- \(n\): ম্যানিংসের রুক্ষতা সহগ (Roughness coefficient)
- \(R\): হাইড্রোলিক ব্যাসার্ধ বা হাইড্রোলিক মিন ডেপথ (\(R = A / P\))
- \(S\): খালের তলদেশের ঢাল বা হাইড্রোলিক গ্রেডিয়েন্ট (Bed slope)
হাইড্রোলিক রেডিয়াস (\(R\)): খালের জলপ্রবাহের প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল (\(A\)) এবং ভেজা পরিসীমা বা ওয়েটেড পেরিমিটারের (\(P\)) অনুপাত। \(R\) যত বড় হয় ঘর্ষণ তত কম হয় এবং চ্যানেলের ডিসচার্জ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।
একটি উলম্ব পানির গেটের প্রস্থ \(2\,\text{m}\) এবং উচ্চতা \(3\,\text{m}\)। পানির মুক্ত তল গেটের শীর্ষবিন্দু স্পর্শ করে আছে।
(ক) গেটের উপর মোট হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ বল (\(F\)) নির্ণয় করো।
(খ) সেন্টার অব প্রেসার (\(h_{cp}\))-এর গভীরতা কত? [মান: ৫]
গণনা (\(\gamma_w = 9.81\,\text{kN/m}^3\)):
- ক্ষেত্রফল: \(A = b \times h = 2 \times 3 = 6\,\text{m}^2\)
- ভরকেন্দ্রের গভীরতা: \(\bar{y} = \frac{3}{2} = 1.5\,\text{m}\)
(ক) মোট চাপ বল: \[F = \gamma_w A \bar{y} = 9.81 \times 6 \times 1.5 = \mathbf{88.29\,\text{kN}}\]
(খ) সেন্টার অব প্রেসার: \[h_{cp} = \bar{y} + \frac{I_G}{A \bar{y}} = 1.5 + \frac{\frac{b h^3}{12}}{A \bar{y}} = 1.5 + \frac{\frac{2 \times 27}{12}}{6 \times 1.5} = 1.5 + \frac{4.5}{9.0} = 1.5 + 0.5 = \mathbf{2.0\,\text{m}}\]
অ্যাটারবার্গ লিমিটের (Atterberg Limits) তিনটি অবস্থা—লিকুইড লিমিট (LL), প্লাস্টিক লিমিট (PL) এবং শ্রিঙ্কেজ লিমিট (SL) ব্যাখ্যা করো। প্লাস্টিসিটি ইনডেক্স (\(PI\)) কীভাবে বের করা হয়? [মান: ৫]
সংজ্ঞা: সূক্ষ্ম কণার মাটির জলের পরিমাণের পরিবর্তনের সাথে যে সীমানায় অবস্থার রূপান্তর ঘটে:
১. Liquid Limit (LL): যে সর্বনিম্ন আর্দ্রতায় মাটি তরলের মতো প্রবাহিত হতে শুরু করে (ক্যাসগ্রান্ডে যন্ত্রে ২৫ আঘাতে ২ মিমি খাঁজ বন্ধ হয়)।
২. Plastic Limit (PL): যে সর্বনিম্ন আর্দ্রতায় মাটিকে ৩ মিমি ব্যাসের সরু সুতায় ফাটল না ধরিয়ে পাকানো যায়।
৩. Shrinkage Limit (SL): আর্দ্রতার যে সীমার নিচে আর্দ্রতা কমালেও মাটির আয়তন আর কমে না।
প্লাস্টিসিটি ইনডেক্স: \[PI = \mathbf{LL - PL}\]
\(PI\) মাটির প্লাস্টিক আচরণের সীমা নির্দেশ করে।
টারজাঘির সাধারণ স্ট্রিপ ফুটিংয়ের আল্টিমেট বিয়ারিং ক্যাপাসিটি সমীকরণ \(q_u = c N_c + q N_q + 0.5 \gamma B N_\gamma\) ব্যাখ্যা করো। ফুটিংয়ের গভীরতা বাড়ালে কেন ভারবহন ক্ষমতা বাড়ে? [মান: ৫]
সমীকরণ উপাদানসমূহ:
- \(c N_c\): মাটির কোহেশন উপাদান
- \(q N_q = (\gamma D_f) N_q\): ফুটিংয়ের গভীরতার জন্য চারপাশের ওভারবার্ডেন ও সারচার্জ অবদান
- \(0.5 \gamma B N_\gamma\): ফুটিংয়ের প্রস্থ (\(B\)) এবং মাটির ওজনের জন্য অবদান
- \(N_c, N_q, N_\gamma\): বিয়ারিং ক্যাপাসিটি ফ্যাক্টর (যা \(\phi\)-এর উপর নির্ভরশীল)
গভীরতা বৃদ্ধির সুবিধা: সারচার্জ টার্ম \(q = \gamma D_f\) বৃদ্ধি পাওয়ায় মাটির ফেলিউর জোনের উপর ল্যাটারাল কনফাইনমেন্ট বাড়ে, ফলে ভারবহন ক্ষমতা সরাসরি বৃদ্ধি পায়।
হাইওয়েতে স্টপিং সাইট ডিসট্যান্স (SSD) বলতে কী বোঝায়? একটি গাড়ির গতি \(80\,\text{km/h}\), চালকের প্রতিক্রিয়া সময় \(2.5\,\text{s}\) এবং অনুদৈর্ঘ্য ঘর্ষণ সহগ \(f = 0.35\) হলে সমতল সড়কে SSD নির্ণয় করো। [মান: ৫]
সংজ্ঞা: কোনো চালক রাস্তায় হঠাৎ কোনো বাধা দেখে গাড়ি থামানোর জন্য তার সামনে যে ন্যূনতম নিরাপদ দৃষ্টি দূরত্বের প্রয়োজন হয়।
গণনা:
গাড়ির গতি \(v = 80\,\text{km/h} = \frac{80}{3.6} = 22.22\,\text{m/s}\)
১. ল্যাগ দূরত্ব (Reaction distance): \[d_1 = v \times t = 22.22 \times 2.5 = 55.55\,\text{m}\]
২. ব্রেকিং দূরত্ব: \[d_2 = \frac{v^2}{2 g f} = \frac{(22.22)^2}{2 \times 9.81 \times 0.35} = \frac{493.73}{6.867} = 71.90\,\text{m}\]
মোট SSD: \[SSD = d_1 + d_2 = 55.55 + 71.90 = \mathbf{127.45\,\text{m}}\]
m দীর্ঘ একটি স্টিল রডের উভয় প্রান্ত দুটি অনমনীয় সাপোর্ট দ্বারা দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ। তাপমাত্রা 31°C বৃদ্ধি করা হলে রডটিতে সৃষ্ট তাপীয় পীড়ন (Thermal Stress) কত হবে? (\(lpha = 12 imes 10^{-6}/^\circ ext{C}, \, E = 200 ext{ GPa}\)) [মান: ৫]
তাপীয় পীড়ন সমীকরণ:
যেহেতু সাপোর্ট সম্পূর্ণ অনমনীয় এবং প্রসারণে বাধা সৃষ্টি করে, তাই সৃষ্ট স্ট্রেন \(\epsilon = lpha \Delta T\)।
\[\sigma = E \cdot lpha \Delta T = (200 imes 10^3) imes (12 imes 10^{-6}) imes 31 = 74.4 ext{ MPa}\]
পীড়নের প্রকৃতি: সংকোচনমূলক (Compressive)।
থার্মাল স্ট্রেন ও অনমনীয় সাপোর্টের প্রতিক্রিয়া বল।
একটি 3.7 m দীর্ঘ নিরেট বৃত্তাকার স্টিল কলামের উভয় প্রান্ত পিন-যুক্ত (Both ends hinged)। কলামের ব্যাস 110 mm এবং \(E = 200\) GPa হলে অয়লারের সূত্রানুসারে ক্রিপলিং বা বাকলিং লোড (Euler's Critical Load) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. মোমেন্ট অব ইনার্শিয়া:
\[I = rac{\pi d^4}{64} = rac{\pi imes 110^4}{64} = 7186884.1 ext{ mm}^4\]
উভয় প্রান্ত পিন-যুক্ত হওয়ায় কার্যকরী দৈর্ঘ্য \(L_e = L = 3700.0\) mm।
২. অয়লারের ক্রিটিক্যাল লোড:
\[P_{cr} = rac{\pi^2 E I}{L_e^2} = rac{\pi^2 imes 200 imes 10^3 imes 7186884.1}{(3700.0)^2 imes 10^3} = 1036.26 ext{ kN}\]
কলামের বাকলিং তত্ত্ব ও অয়লারের সূত্রাবলী।
একটি আয়তাকার ওপেন চ্যানেলের তলদেশের প্রস্থ \(b = 2.7\) m এবং পানির গভীরতা \(y = 1.3\) m। চ্যানেলের অনুদৈর্ঘ্য ঢাল \(S = 0.001\) এবং ম্যানিংয়ের খসখসে গুণাঙ্ক \(n = 0.015\) হলে চ্যানেলের ডিসচার্জ (\(Q\)) কত? [মান: ৫]
ম্যানিংয়ের সমীকরণ:
প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল: \[A = b imes y = 2.7 imes 1.3 = 3.51 ext{ m}^2\]
ভিজা পরিসীমা: \[P = b + 2y = 2.7 + 2(1.3) = 5.3 ext{ m}\]
হাইড্রোলিক ব্যাসার্ধ: \[R = rac{A}{P} = rac{3.51}{5.3} = 0.662 ext{ m}\]
ডিসচার্জ: \[Q = rac{1}{n} A R^{2/3} S^{1/2} = rac{1}{0.015} imes 3.51 imes (0.662)^{2/3} imes \sqrt{0.001} = 5.621 ext{ m}^3 ext{/s}\]
মুক্ত তল প্রবাহ, ম্যানিং সূত্র ও হাইড্রোলিক ব্যাসার্ধ।
তারজাগির সূত্রানুসারে একটি 1.6 m × 1.6 m আকারের বর্গাকার অগভীর ফুটিংয়ের চরম ভারবহন ক্ষমতা (Ultimate Bearing Capacity, \(q_{ult}\)) নির্ণয় করো। প্রদত্ত: ভিত্তির গভীরতা \(D_f = 1.3\) m, মাটির \(c = 16 ext{ kN/m}^2\), \(\gamma = 17.7 ext{ kN/m}^3\), এবং ভারবহন ক্ষমতা সহগ \(N_c = 17.7, \, N_q = 7.4, \, N_\gamma = 5.0\)। [মান: ৫]
বর্গাকার ফুটিংয়ের জন্য তারজাগির সমীকরণ:
\[q_{ult} = 1.3 c N_c + \gamma D_f N_q + 0.4 \gamma B N_\gamma\]
\[q_{ult} = (1.3 imes 16 imes 17.7) + (17.7 imes 1.3 imes 7.4) + (0.4 imes 17.7 imes 1.6 imes 5.0)\]
\[q_{ult} = 368.16 + 170.27 + 56.64 = 595.07 ext{ kN/m}^2\]
তারজাগির বিয়ারিং ক্যাপাসিটি তত্ত্ব ও অগভীর ফাউন্ডেশন ডিজাইন।
একটি বর্জ্য পানির নমুনার চূড়ান্ত প্রথম-ক্রম বিওডি \(L_0 = 310\) mg/L। ডিওক্সিজেনেশন রেট কনস্ট্যান্ট \(k = 0.23 ext{ day}^{-1}\) (base e) হলে 20°C তাপমাত্রায় নমুনাটির ৫-দিনের বিওডি (5-day BOD, \( ext{BOD}_5\)) হিসাব করো। [মান: ৫]
BOD সমীকরণ:
\[ ext{BOD}_t = L_0 (1 - e^{-k t})\]
৫ দিন পর (\(t = 5\)):
\[ ext{BOD}_5 = 310 \left(1 - e^{-0.23 imes 5}
ight) = 310 \left(1 - e^{-1.15}
ight) = 310 (1 - 0.3166) = 211.84 ext{ mg/L}\]
বর্জ্য পানির গুণমান, প্রথম-ক্রম বিক্রিয়া ও বিওডি সমীকরণ।