DUET Admission 2027 Model Exam 031 - 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)External impulse non-zero হলে total momentum কী?
একটি isolated system-এর total momentum zero; explosion-এর পরে one fragment momentum 10 east হলে অন্যটির কী?
একটি 4 kg system-এর দুই fragment masses 1 kg ও 3 kg; lighter fragment speed 12 m/s east হলে heavier speed কত?
একটি 2 kg body 4 m/s east এবং 2 kg body 4 m/s west collision-এর আগে total kinetic energy কত?
দুই equal opposite momentum body stick করলে final kinetic energy কী?
Momentum conserved কিন্তু KE কমে গেলে collision কী?
Momentum conservation-এর সবচেয়ে সাধারণ mathematical form কী?
শেষ পর্যন্ত conservation of momentum কোন law-এর উপর ভিত্তি করে?
একটি 4 kg body 5 m/s-এ চললে momentum কত?
Momentum 30 kg·m/s এবং mass 6 kg হলে speed কত?
\(\text{SO₂}\) অণুর বন্ধন কোণ (Bond Angle) আনুমানিক কত?
\(\text{IF₅}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে মোট বন্ধনজোড় (Bond Pair) ইলেকট্রন কতটি?
Ar মৌলটির বিশিষ্ট রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য কোনটি?
একই তাপমাত্রা ও চাপে কোন গ্যাসটির ব্যাপন হার (Rate of Diffusion) সর্বাধিক হবে?
Li এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
\(\text{CH₄}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে মোট বন্ধনজোড় (Bond Pair) ইলেকট্রন কতটি?
আয়োডোফর্ম পরীক্ষা (Iodoform Test) নিচের কোন মূলকযুক্ত যৌগ প্রদর্শন করে?
\(\text{H₂O}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে নিঃসঙ্গ মুক্তজোড় (Lone Pair) ইলেকট্রন সংখ্যা কত?
\(2H₂O(g) ⇌ 2H₂(g) + O₂(g)\) বিক্রিয়াটির জন্য \(K_p\) ও \(K_c\) এর সঠিক সম্পর্ক কোনটি?
Al এর অক্সাইডের প্রকৃতি সাধারণত কেমন?
x² - 2x + 1 = 0 সমীকরণের শূন্যদ্বয়ের যোগফল কত?
(2x - 1/x)¹⁰ এর বিস্তৃতিতে x-বর্জিত বা ধ্রুবক পদের মান কত?
i⁴ + i⁸ + i¹² এর মান কত?
complex number (a, b)-এর additive inverse কোনটি?
|z̄| (conjugate-এর modulus) কত?
-1 এর argument কত?
(cos θ + i sin θ)(cos θ - i sin θ) = কত?
n ≥ 2 এর জন্য n-তম roots of unity-এর যোগফল কত?
|z - i| = |z + i| হলে z কোথায় অবস্থিত?
P3 = 8! / (5)! — এই সম্পর্কটি সঠিক?
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.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'Severe cyclic thermal stresses inflicted microcracks ___ the boiler shell plate.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'A high silicon concentration is peculiar ___ this heat-resistant casting alloy.'
He ___ already ___ the letter.
বিভাগ-খ: সংক্ষিপ্ত ও বর্ণনামূলক লিখিত প্রশ্ন (Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরদুটি ভেক্টর \(\vec{A} = 2\hat{i} + 3\hat{j} - \hat{k}\) এবং \(\vec{B} = \hat{i} - 2\hat{j} + 2\hat{k}\)।
(ক) ভেক্টরদ্বয়ের ডট গুণন (\(\vec{A} \cdot \vec{B}\)) এবং মধ্যবর্তী কোণ (\(\theta\)) নির্ণয় করো।
(খ) ভেক্টরদ্বয়ের ক্রস গুণন (\(\vec{A} \times \vec{B}\)) দ্বারা গঠিত সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল কত? [মান: ৫]
গণনা:
(ক) ডট গুণন: \[ ec{A} \cdot \vec{B} = (2)(1) + (3)(-2) + (-1)(2) = 2 - 6 - 2 = \mathbf{-6}\]
মানসমূহ: \(|\vec{A}| = \sqrt{2^2 + 3^2 + (-1)^2} = \sqrt{14} \approx 3.742\)
\(|\vec{B}| = \sqrt{1^2 + (-2)^2 + 2^2} = \sqrt{9} = 3\)
কোণ: \[\cos\theta = \frac{\vec{A} \cdot \vec{B}}{|\vec{A}||\vec{B}|} = \frac{-6}{3 \times \sqrt{14}} = \frac{-2}{\sqrt{14}} \approx -0.5345 \implies \mathbf{\theta \approx 122.31^\circ}\]
(খ) ক্রস গুণন: \[ ec{A} \times \vec{B} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 2 & 3 & -1 \\ 1 & -2 & 2 \end{vmatrix} = \hat{i}(6 - 2) - \hat{j}(4 + 1) + \hat{k}(-4 - 3) = 4\hat{i} - 5\hat{j} - 7\hat{k}\]
ক্ষেত্রফল = \(|\vec{A} \times \vec{B}| = \sqrt{4^2 + (-5)^2 + (-7)^2} = \sqrt{16 + 25 + 49} = \sqrt{90} = \mathbf{9.487\text{ বর্গ একক}}\)।
হুকের সূত্রটি লেখ। একটি \(2\,\text{m}\) দীর্ঘ ও \(1\,\text{mm}^2\) প্রস্থচ্ছেদের তারে \(100\,\text{N}\) ভার চাপালে এর দৈর্ঘ্য \(1\,\text{mm}\) বৃদ্ধি পায়।
(ক) তারের উপাদানের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক (\(Y\)) কত?
(খ) প্রসারিত তারে সঞ্চিত স্থিতিশক্তি (Elastic Potential Energy) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
হুকের সূত্র: স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে বস্তুর পীড়ন তার বিকৃতির সমানুপাতিক (\(\text{পীড়ন} \propto \text{বিকৃতি}\))।
গণনা:
- \(L = 2\,\text{m}, A = 1\,\text{mm}^2 = 10^{-6}\,\text{m}^2, F = 100\,\text{N}, \Delta L = 1\,\text{mm} = 10^{-3}\,\text{m}\)
(ক) ইয়ং-এর গুণাঙ্ক: \[Y = \frac{F \cdot L}{A \cdot \Delta L} = \frac{100 \times 2}{10^{-6} \times 10^{-3}} = \frac{200}{10^{-9}} = \mathbf{2 \times 10^{11}\,\text{N/m}^2\text{ (200 GPa)}}\]
(খ) সঞ্চিত স্থিতিশক্তি: \[U = \frac{1}{2} F \cdot \Delta L = \frac{1}{2} \times 100 \times 10^{-3} = \mathbf{0.05\,\text{J}}\]
ডপলার প্রভাব (Doppler Effect) বিবৃত করো। একটি ট্রেনের বাঁশির প্রকৃত কম্পাঙ্ক \(400\,\text{Hz}\)। ট্রেনটি \(20\,\text{m/s}\) বেগে একজন স্থির পর্যবেক্ষকের দিকে এগিয়ে আসলে পর্যবেক্ষক কর্তৃক অনুভূত আপাত কম্পাঙ্ক কত হবে? (বাতাসে শব্দের বেগ \(v = 340\,\text{m/s}\)) [মান: ৫]
ডপলার প্রভাব: উৎস ও পর্যবেক্ষকের আপেক্ষিক গতির কারণে তরঙ্গের আপাত কম্পাঙ্কের পরিবর্তনকে ডপলার প্রভাব বলে।
গণনা: উৎস পর্যবেক্ষকের দিকে গতিশীল (\(v_s = 20\,\text{m/s}, v_o = 0\)):
\[f' = f \left( \frac{v}{v - v_s} \right) = 400 \left( \frac{340}{340 - 20} \right) = 400 \left( \frac{340}{320} \right) = 400 \times 1.0625 = \mathbf{425\,\text{Hz}}\]
একটি ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিংয়ে প্রতি সেন্টিমিটারে 5000 টি দাগ কাটা আছে। \(600\,\text{nm}\) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোর জন্য প্রথম ক্রমের (First order) অপবর্তন কোণ (\(\theta\)) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
গ্রেটিং সমীকরণ (\(d \sin\theta = n \lambda\)):
গ্রেটিং ধ্রুবক: \[d = \frac{1}{N} = \frac{1\,\text{cm}}{5000} = \frac{10^{-2}\,\text{m}}{5000} = 2 \times 10^{-6}\,\text{m}\]
১ম ক্রম (\(n = 1\)), \(\lambda = 600 \times 10^{-9}\,\text{m}\):
\[\sin\theta = \frac{n \lambda}{d} = \frac{1 \times 600 \times 10^{-9}}{2 \times 10^{-6}} = 0.30\]
\[\mathbf{\theta = \sin^{-1}(0.30) \approx 17.46^\circ}\]
একটি সরল দোলকের ববের ভর 150 g এবং কার্যকরী দৈর্ঘ্য 1 m। ববটিকে সাম্যাবস্থান হতে 60° কোণে টেনে ছেড়ে দেওয়া হলো। সাম্যাবস্থান অতিক্রমকালে ববের বেগ এবং সুতার টান নির্ণয় করো। (g = 9.8 m/s²)
প্রদত্ত: দৈর্ঘ্য \(L = 1 ext{ m}\), কোণ \( heta = 60^\circ\), ভর \(m = 0.15 ext{ kg}\)।
সাম্যাবস্থান হতে উলম্ব উচ্চতা: \[h = L(1 - \cos 60^\circ) = 1(1 - 0.5) = 0.5 ext{ m}\]
শক্তির নিত্যতা নীতি অনুযায়ী: \[ rac{1}{2}mv^2 = mgh \implies v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 imes 9.8 imes 0.5} = \sqrt{9.8} pprox 3.13 ext{ m/s}\]
সাম্যাবস্থানে সুতার টান: \[T = mg + rac{mv^2}{L} = m\left(g + rac{v^2}{L}
ight) = 0.15\left(9.8 + rac{9.8}{1}
ight) = 0.15 imes 19.6 = 2.94 ext{ N}\]
সরল দোলকের যান্ত্রিক শক্তির রূপান্তর ও বৃত্তাকার গতির কেন্দ্রমুখী বল সমন্বয়।
ফ্যারাডের তড়িৎ বিশ্লেষণের ১ম সূত্রটি বিবৃত ও প্রতিপাদন করো (\(W = Z I t\))। কপার সালফেট দ্রবণে \(5\,\text{A}\) কারেন্ট \(30\,\text{minutes}\) চালনা করলে ক্যাথোডে কত গ্রাম তামা জমা হবে? (\(\text{Cu} = 63.5, 1\,\text{F} = 96500\,\text{C}\)) [মান: ৫]
১ম সূত্র: তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় কোনো তড়িৎদ্বারে সঞ্চিত বা দ্রবীভূত পদার্থের ভর (\(W\)) প্রবাহিত মোট তড়িৎ আধানের (\(Q\)) সমানুপাতিক: \[W \propto Q \implies W = Z \cdot Q = \mathbf{Z I t}\]
(এখানে \(Z = \frac{\text{Molar mass}}{n \cdot F}\) হলো তড়িৎ-রাসায়নিক তুল্যাঙ্ক)।
গণনা (\(\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}\), ফলে \(n = 2\)):
- \(I = 5\,\text{A}\)
- \(t = 30 \times 60 = 1800\,\text{s}\)
- \(Q = I \cdot t = 5 \times 1800 = 9000\,\text{C}\)
\[Z = \frac{63.5}{2 \times 96500} = \frac{63.5}{193000} \approx 3.29 \times 10^{-4}\,\text{g/C}\]
সঞ্চিত তামার ভর: \[W = Z \cdot Q = (3.29 \times 10^{-4}) \times 9000 = \mathbf{2.961\,\text{g}}\]
মোলারিটি (Molarity) বলতে কী বোঝায়? \(250\,\text{mL}\) দ্রবণে \(10.6\,\text{g}\) সোডিয়াম কার্বনেট (\(\text{Na}_2\text{CO}_3\)) দ্রবীভূত থাকলে দ্রবণের মোলারিটি কত হবে? (\(\text{Na} = 23, \text{C} = 12, \text{O} = 16\)) [মান: ৫]
সংজ্ঞা: নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার (১০০০ মিলি) দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে ঐ দ্রবণের মোলারিটি বলে (একক: \(\text{mol/L}\) বা M)।
গণনা:
\(\text{Na}_2\text{CO}_3\)-এর মোলার ভর: \[M_w = (23 \times 2) + 12 + (16 \times 3) = 46 + 12 + 48 = 106\,\text{g/mol}\]
মোলারিটির সূত্র: \[M = \frac{1000 \times w}{M_w \times V\,(\text{mL})}\]
- \(w = 10.6\,\text{g}, V = 250\,\text{mL}, M_w = 106\,\text{g/mol}\)
\[M = \frac{1000 \times 10.6}{106 \times 250} = \frac{10600}{26500} = \mathbf{0.40\,\text{M}}\]
অতএব দ্রবণের মোলার ঘনমাত্রা \(0.40\,\text{M}\)।
বাফার দ্রবণ কী? হেন্ডারসন-হ্যাসেলবালখ সমীকরণটি লেখ। \(0.1\,\text{M}\) অ্যাসিটিক অ্যাসিড এবং \(0.1\,\text{M}\) সোডিয়াম অ্যাসিটেট দ্রবণের মিশ্রণে গঠিত বাফার দ্রবণের pH কত? (\(K_a = 1.8 \times 10^{-5}\)) [মান: ৫]
বাফার দ্রবণ: যে দ্রবণে সামান্য এসিড বা ক্ষার যোগ করলেও দ্রবণের pH মান প্রায় অপরিবর্তিত থাকে।
হেন্ডারসন সমীকরণ: \[\text{pH} = \text{p}K_a + \log\frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}\]
গণনা:
\(\text{p}K_a = -\log(1.8 \times 10^{-5}) = 4.745\)
\[\text{pH} = 4.745 + \log\frac{0.1}{0.1} = 4.745 + \log(1) = 4.745 + 0 = \mathbf{4.745}\]
\(25\,\text{mL}\) অজানা ঘনমাত্রার হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (\(\text{HCl}\)) দ্রবণকে প্রশমিত করতে \(0.15\,\text{M}\) সোডিয়াম কার্বনেট (\(\text{Na}_2\text{CO}_3\)) দ্রবণের \(20\,\text{mL}\) প্রয়োজন হলো। \(\text{HCl}\) দ্রবণের মোলারিটি এবং প্রতি লিটারে গ্রাম এককে ঘনমাত্রা নির্ণয় করো। [মান: ৫]
বিক্রিয়া সমীকরণ:
\[\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HCl} \longrightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\]
এখানে, এসিডের মোল সংখ্যা \(n_A = 2\) এবং ক্ষারের মোল সংখ্যা \(n_B = 1\)।
টাইট্রেশন সূত্র:
\[\frac{V_A M_A}{n_A} = \frac{V_B M_B}{n_B} \implies \frac{25 \times M_A}{2} = \frac{20 \times 0.15}{1}\]
\[25 \times M_A = 2 \times 3.0 = 6.0 \implies M_A = \frac{6.0}{25} = \mathbf{0.24\,\text{M}}\]
গ্রাম/লিটার ঘনমাত্রা (\(S = M \times M_w\)):
\(\text{HCl}\)-এর আণবিক ভর = \(1 + 35.5 = 36.5\,\text{g/mol}\)।
\[S = 0.24 \times 36.5 = \mathbf{8.76\,\text{g/L}}\]
\(\text{SF}_6\) এবং \(\text{PCl}_5\) অণুদ্বয়ের সংকরায়ন (Hybridization), মুক্তজোড় ইলেকট্রন সংখ্যা এবং জ্যামিতিক আকৃতি বিস্তারিতভাবে ব্যাখ্যা করো।
১. \(\text{SF}_6\) অণু:
সালফারের যোজনী স্তরে ৬টি ইলেকট্রন এবং ৬টি ফ্লোরিন পরমাণুর সাথে ৬টি বন্ধন গঠন করে।
স্টেরিক সংখ্যা \(SN = 6 + 0 = 6\)। সংকরায়ন: \(sp^3d^2\)।
মুক্তজোড় ইলেকট্রন: 0টি। বন্ধন কোণ: 90°।
জ্যামিতিক আকৃতি: অষ্টতলকীয় (Octahedral)।
২. \(\text{PCl}_5\) অণু:
ফসফরাসের যোজনী স্তরে ৫টি ইলেকট্রন এবং ৫টি ক্লোরিনের সাথে ৫টি বন্ধন গঠন করে।
স্টেরিক সংখ্যা \(SN = 5 + 0 = 5\)। সংকরায়ন: \(sp^3d\)।
মুক্তজোড় ইলেকট্রন: 0টি। বন্ধন কোণ: 120° (নিরক্ষীয়) ও 90° (অক্ষীয়)।
জ্যামিতিক আকৃতি: ত্রিকোণাকার দ্বিপিরামিডীয় (Trigonal Bipyramidal)।
VSEPR তত্ত্ব ও সংকরায়ন কাঠামোর পূর্ণাঙ্গ বিশ্লেষণ।
ম্যাট্রিক্সের সাহায্যে সমাধান করো (Cramer's Rule অথবা ইনভার্স পদ্ধতি):
\[2x + y = 7\]
\[3x - 2y = 7\]
ম্যাট্রিক্সটির নির্ণায়কের মান কত? [মান: ৫]
ম্যাট্রিক্স সমীকরণ: \[A X = B \implies \begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 3 & -2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x \\ y \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 7 \\ 7 \end{bmatrix}\]
নির্ণায়কের মান: \[D = |A| = (2)(-2) - (1)(3) = -4 - 3 = -7 \neq 0\]
Cramer's Rule:
\[D_x = \begin{vmatrix} 7 & 1 \\ 7 & -2 \end{vmatrix} = (7)(-2) - (1)(7) = -14 - 7 = -21\]
\[D_y = \begin{vmatrix} 2 & 7 \\ 3 & 7 \end{vmatrix} = (2)(7) - (7)(3) = 14 - 21 = -7\]
সমাধান: \[x = \frac{D_x}{D} = \frac{-21}{-7} = \mathbf{3}\]
\[y = \frac{D_y}{D} = \frac{-7}{-7} = \mathbf{1}\]
ক্র্যামারের নিয়ম (Cramer's Rule) ব্যবহার করে নিচের সমীকরণ জোট সমাধান করো:
\[x + y + z = 6\]
\[2x - y + z = 3\]
\[x + 2y - z = 2\] [মান: ৫]
নির্ণায়ক গঠন ও গণনা:
\[D = \begin{vmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 2 & -1 & 1 \\ 1 & 2 & -1 \end{vmatrix} = 1(1 - 2) - 1(-2 - 1) + 1(4 - (-1)) = -1 + 3 + 5 = 7\]
\[D_x = \begin{vmatrix} 6 & 1 & 1 \\ 3 & -1 & 1 \\ 2 & 2 & -1 \end{vmatrix} = 6(1 - 2) - 1(-3 - 2) + 1(6 - (-2)) = -6 + 5 + 8 = 7 \implies x = \frac{D_x}{D} = \frac{7}{7} = \mathbf{1}\]
\[D_y = \begin{vmatrix} 1 & 6 & 1 \\ 2 & 3 & 1 \\ 1 & 2 & -1 \end{vmatrix} = 1(-3 - 2) - 6(-2 - 1) + 1(4 - 3) = -5 + 18 + 1 = 14 \implies y = \frac{D_y}{D} = \frac{14}{7} = \mathbf{2}\]
\[D_z = \begin{vmatrix} 1 & 1 & 6 \\ 2 & -1 & 3 \\ 1 & 2 & 2 \end{vmatrix} = 1(-2 - 6) - 1(4 - 3) + 6(4 - (-1)) = -8 - 1 + 30 = 21 \implies z = \frac{D_z}{D} = \frac{21}{7} = \mathbf{3}\]
নির্ণেয় সমাধান: \(\mathbf{(x, y, z) = (1, 2, 3)}\)।
\(y^2 = 8x\) পরাবৃত্তের শীর্ষবিন্দু (Vertex), উপকেন্দ্রের স্থানাঙ্ক (Focus), উপকেন্দ্রিক লম্বের দৈর্ঘ্য (Latus Rectum) এবং নিয়ামক রেখার (Directrix) সমীকরণ নির্ণয় করো। [মান: ৫]
আদর্শ সমীকরণের সাথে তুলনা:
\(y^2 = 4ax\) এর সাথে তুলনা করে পাই: \(4a = 8 \implies a = 2\)।
১. শীর্ষবিন্দু: \((0, 0)\)
২. উপকেন্দ্রের স্থানাঙ্ক: \((a, 0) = \mathbf{(2, 0)}\)
৩. উপকেন্দ্রিক লম্বের দৈর্ঘ্য: \(|4a| = |8| = \mathbf{8\text{ একক}}\)
৪. নিয়ামক রেখার সমীকরণ: \(x = -a \implies x = -2 \implies \mathbf{x + 2 = 0}\)।
L'Hôpital's Rule প্রয়োগ করে মান নির্ণয় করো: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x - e^{-x} - 2x}{x - \sin x}\]
প্রদত্ত সীমাস্থ মান \(x = 0\) বসিয়ে পাই: \[\frac{e^0 - e^0 - 0}{0 - \sin 0} = \frac{0}{0} \quad \text{(অসংজ্ঞায়িত রূপ)}\]
লব ও হরকে পৃথকভাবে \(x\) এর সাপেক্ষে পর পর ব্যবকলন (L'Hôpital's Rule) করে পাই:
১ম অন্তরীকরণ: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x + e^{-x} - 2}{1 - \cos x} = \frac{1 + 1 - 2}{1 - 1} = \frac{0}{0}\]
২য় অন্তরীকরণ: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x - e^{-x}}{\sin x} = \frac{1 - 1}{0} = \frac{0}{0}\]
৩য় অন্তরীকরণ: \[\lim_{x \to 0} \frac{e^x + e^{-x}}{\cos x} = \frac{e^0 + e^0}{\cos 0} = \frac{1 + 1}{1} = 2\]
সুতরাং নির্ণেয় মান: 2।
অনির্ণেয় আকার ও লাপ্লাস/লা-হস্পিটাল নিয়মের ধারাবাহিক ব্যবকলন প্রয়োগ।
উপবৃত্ত \(9x^2 + 16y^2 = 144\) এর (ক) উৎকেন্দ্রিকতা (Eccentricity), (খ) উপকেন্দ্রদ্বয়ের স্থানাঙ্ক (Foci), এবং (গ) উপকেন্দ্রিক লম্বের দৈর্ঘ্য নির্ণয় করো।
প্রদত্ত উপবৃত্তের সমীকরণকে আদর্শ রূপ \(\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1\) এ প্রকাশ করে পাই:
\[\frac{9x^2}{144} + \frac{16y^2}{144} = 1 \implies \frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{9} = 1\]
এখানে \(a^2 = 16 \implies a = 4\) এবং \(b^2 = 9 \implies b = 3\)। যেহেতু \(a > b\):
(ক) উৎকেন্দ্রিকতা (e): \[e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 - \frac{9}{16}} = \sqrt{\frac{7}{16}} = \frac{\sqrt{7}}{4}\]
(খ) উপকেন্দ্রদ্বয়ের স্থানাঙ্ক: \[(\pm ae, 0) = \left(\pm 4 \times \frac{\sqrt{7}}{4}, 0\right) = (\pm \sqrt{7}, 0)\]
(গ) উপকেন্দ্রিক লম্বের দৈর্ঘ্য: \[\frac{2b^2}{a} = \frac{2 \times 9}{4} = \frac{18}{4} = 4.5\text{ একক}\]
কণিক অধ্যায়ে উপবৃত্তের আদর্শ সমীকরণ হতে বৈশিষ্ট্যাবলী বিশ্লেষণ।
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) The patient had died before the doctor came.
(v) Either of the two pens are good. [মান: ৫]
সংশোধিত বাক্যসমূহ:
(i) Correct: He gave me much advice. (বা He gave me many pieces of advice. 'Advice' হলো 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, 'than' নয়)।
(iv) Correct: The patient had died before the doctor came. (সঠিক বাক্য, অথবা The doctor came after the patient had died)।
(v) Correct: Either of the two pens is good. ('Either of' এর পর সিঙ্গুলার ভার্ব বসে)।
ব্র্যাকেটের ভার্বগুলোর সঠিক রূপ ব্যবহার করে বাক্যগুলো সম্পূর্ণ করো:
(i) If he (study) regularly, he would pass the DUET admission test.
(ii) It is high time we (start) the project.
(iii) The teacher entered the room while the students (make) a noise.
(iv) I look forward to (hear) from you soon.
(v) Had I possessed enough funds, I (establish) a software firm. [মান: ৫]
উত্তরসমূহ:
(i) studied (Second Conditional: If + Past Indefinite, would + base verb).
(ii) started ('It is high time' এর পর Past Indefinite tense হয়)।
(iii) were making ('While' এর পর Past Continuous tense হয়)।
(iv) hearing ('Look forward to' এর পর verb+ing বসে)।
(v) would have established (Third Conditional: Had + Subject + V3, Subject + would have + V3)।
Fill in the blanks with appropriate prepositions:
(i) The performance of an alternator depends ______ its excitation system.
(ii) Diploma engineers should adhere ______ safety regulations in the substation.
(iii) He is very proficient ______ Python programming.
(iv) The supervisor inquired ______ the cause of the boiler failure.
(v) This material is superior ______ conventional steel in corrosion resistance. [মান: ৫]
Answers:
(i) on / upon (depends on).
(ii) to (adhere to).
(iii) in / at (proficient in/at).
(iv) into / about (inquired into/about).
(v) to (superior to).
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)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?
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?
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।