বল এবং গতি

CLASS NO: 07

নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র (Newton's Second Law of Motion)

"কোনো বস্তুর ভরবেগ পরিবর্তনের হার বস্তুটির উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যেদিকে প্রযুক্ত হয়, ভরবেগের পরিবর্তনও সেই দিকেই ঘটে।"

গাণিতিক রূপ:

যদি `m` ভরের কোনো বস্তুর প্রাথমিক বেগ `u` হয় এবং `t` সময় পর `v` বেগ প্রাপ্ত হয়, তাহলে ভরবেগ পরিবর্তনের হার হয় `ma`। সূত্রানুযায়ী, প্রযুক্ত বল (F) ∝ `ma`, যা থেকে আমরা পাই:

এই সূত্র থেকে তিনটি বিষয় জানা যায়:

1. ভরবেগের ধারণা (Concept of Momentum)
2. বলের পরিমাপ (Measurement of Force)
3. বলের স্বাতন্ত্র্য বা নিরপেক্ষতার নীতি (Law of Independence of Force)

ভরবেগ (Momentum)

• সংজ্ঞা: ভর ও বেগের সমন্বয়ে কোনো গতিশীল বস্তুতে যে গতীয় ধর্মের সৃষ্টি হয়, তাকে ভরবেগ বলে।
• রাশি: ভরবেগ একটি ভেক্টর রাশি। এর অভিমুখ বেগের অভিমুখেই হয়।
• মাত্রা: [MLT⁻¹]
• একক: CGS: g·cm/s, SI: kg·m/s

বলের পরিমাপ ও একক

• মাত্রা: [MLT⁻²]
• একক: বলের একক দুই প্রকার—পরম একক ও অভিকর্ষীয় একক।

1. পরম একক (Absolute Unit):
   • ডাইন (Dyne) - CGS: 1 গ্রাম ভরের বস্তুর উপর যে বল `1 cm/s²` ত্বরণ সৃষ্টি করে।
   • নিউটন (Newton) - SI: 1 কেজি ভরের বস্তুর উপর যে বল `1 m/s²` ত্বরণ সৃষ্টি করে।
   • সম্পর্ক: 1 নিউটন = 10⁵ ডাইন
2. অভিকর্ষীয় একক (Gravitational Unit):
   • গ্রাম-ভার (gram-force, gf) - CGS: `1 gf ≈ 981` ডাইন।
   • কিলোগ্রাম-ভার (kilogram-force, kgf) - SI: `1 kgf ≈ 9.8` নিউটন।

নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র (Newton's Third Law of Motion)

"প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে।"

এই সূত্র থেকে জানা যায়:

1. ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়ার ধারণা: বল সর্বদা জোড়ায় জোড়ায় ক্রিয়া করে।
2. ভরবেগ সংরক্ষণ সূত্র: বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে কোনো বস্তুসংস্থার মোট রৈখিক ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে।

রৈখিক ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র (Law of Conservation of Linear Momentum)

• বিবৃতি: যদি কোনো বস্তুসংস্থার উপর বাইরে থেকে কোনো বল প্রযুক্ত না হয়, তবে ওই সংস্থার মোট রৈখিক ভরবেগ ধ্রুবক থাকে।
• ব্যাখ্যা: দুটি বস্তুর সংঘর্ষের আগে ও পরে তাদের মোট ভরবেগ সমান থাকে।

অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ ধারণা

বলের ঘাত ও ঘাত বল (Impulse and Impulsive Force)

• বলের ঘাত (Impulse): প্রযুক্ত বল এবং তার ক্রিয়াকালের গুণফল। (সূত্র: বল × সময়)
• ঘাত বল (Impulsive Force): খুব বড় মানের বল যা খুব অল্প সময়ের জন্য ক্রিয়া করে। যেমন: ক্রিকেট ব্যাটের দ্বারা বলে আঘাত।

বলের সংযোজন: সামান্তরিক সূত্র

যদি কোনো বিন্দুতে ক্রিয়াশীল দুটি বলকে একটি সামান্তরিকের দুটি সন্নিহিত বাহু দ্বারা মানে ও অভিমুখে প্রকাশ করা যায়, তবে ওই বিন্দু থেকে অঙ্কিত কর্ণটি বল দুটির লব্ধিকে (Resultant) প্রকাশ করবে।

সংঘর্ষের প্রকারভেদ (Types of Collision)

1. পূর্ণ স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ (Perfectly Elastic Collision): মোট গতিশক্তি ও ভরবেগ উভয়ই সংরক্ষিত থাকে।
2. পূর্ণ অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ (Perfectly Inelastic Collision): ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে কিন্তু গতিশক্তি থাকে না।
3. আংশিক স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ (Partially Elastic Collision): ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে কিন্তু গতিশক্তির কিছুটা অপচয় হয়।

ধন্যবাদ