kalerkantho

বৃহস্পতিবার । ০৫ ডিসেম্বর ২০১৯। ২০ অগ্রহায়ণ ১৪২৬। ৭ রবিউস সানি ১৪৪১     

সহজে নিউটনের গতিসূত্র

মো. মিকাইল ইসলাম নিয়ন সহকারী শিক্ষক (ভৌত বিজ্ঞান) ঝিনুক মাধ্যমিক বালিকা বিদ্যালয়, চুয়াডাঙ্গা

২৩ নভেম্বর, ২০১৯ ০০:০০ | পড়া যাবে ৫ মিনিটে



সহজে নিউটনের গতিসূত্র

প্রথম সূত্র

বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং সমবেগে চলতে থাকা বস্তু সমবেগে চলতে থাকবে। (বেগ যেহেতু ভেক্টর, তাই সমবেগে চলতে হলে দিক পরিবর্তন করতে পারবে না, সোজা সরলরেখায় সমান দ্রুতিতে যেতে হবে।)

বাঁয়ের ছবিতেই পরিষ্কার যে ভর বেশি হলে তার ত্বরণ বাড়ানোর জন্য শক্তিও বেশি প্রয়োগ করতে হবে।

ব্যাখ্যা

নিউটনের প্রথম সূত্রের প্রথম অংশ নিয়ে কারো সমস্যা হয় না; কারণ আমরা সব সময়ই দেখেছি, স্থির বস্তুকে ধাক্কা না দেওয়া পর্যন্ত সেটা নিজে থেকে নড়ে না, স্থির থেকে যায়। দ্বিতীয় অংশটি নিয়ে সমস্যা, কারণ আমরা কখনোই কোনো চলন্ত বস্তুকে অনন্তকাল চলতে দেখি না। ধাক্কা দিয়ে কোনো বস্তুকে গতিশীল করে ছেড়ে দিলেও দেখা যায়, কোনো বল প্রয়োগ না করলেও শেষ পর্যন্ত বস্তুটা থেমে যায়। আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অভিজ্ঞতা থেকে মনে হয়, কোনো কিছুকে সমবেগে চালিয়ে নিতে হলে ক্রমাগত সেটাতে বল প্রয়োগ করে যেতে হয়। নিউটনের প্রথম সূত্র থেকে আমরা জানতে পেরেছি সেটা সত্যি নয়। সমবেগে চলতে থাকা কোনো বস্তু যদি থেমে যায়, তাহলে বুঝতে হবে, সেখানে কোনো না কোনোভাবে বল প্রয়োগ করা হয়েছে। ঘর্ষণ, বাতাসের বাধা—এ রকম অনেক কিছু আসলে উল্টো দিক থেকে বল প্রয়োগ করে চলমান একটা বস্তুকে থামিয়ে দেয়। যদি সত্যি সত্যি সব বল বন্ধ করে দেওয়া যেত, তাহলে আমরা সত্যিই দেখতে পেতাম, সমবেগে চলতে থাকা একটা বস্তু অনন্তকাল ধরে চলছে।

দ্বিতীয় সূত্র

বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার ওপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং যেদিকে বল প্রয়োগ করা হয়, ভরবেগের পরিবর্তনও ঘটে সেদিকে।

চলমান বস্তু চলতেই থাকবে, এর ভালো উদাহরণ হতে পারে ডোমিনো এফেক্ট

ব্যাখ্যা

আমরা নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রটাকে একটা সমীকরণ হিসেবে লিখতে পারি। বল যদি ঋ হয় এবং সমানুপাতিক ধ্রুবককে যদি ১ ধরে নিই, তাহলে ঋ=সধ এই ছোট ও সহজ সমীকরণটি যে পদার্থবিজ্ঞানের জগতে কী বিপ্লব ঘটিয়ে দিতে পারে, সেটি বিশ্বাস করা কঠিন। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রটি শুধু রৈখিক গতির জন্য সত্যি নয়, এটি যেকোনো গতির জন্য সত্যি। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে মহাকর্ষ বলের কারণে সূর্যকে ঘিরে ঘুরতে থাকা গ্রহগুলোর গতিও ব্যাখ্যা করতে পারবে। একটি বস্তুর ওপর যদি বল প্রয়োগ করা হয়, তাহলে নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে খুব সহজে তার ত্বরণ বের করা যায়। (বলকে ভর দিয়ে ভাগ করা হলে ত্বরণ বের হয়ে যাবে) ত্বরণ জানা থাকলে গতির সূত্রগুলো ব্যবহার করে তার বেগ কিংবা অতিক্রান্ত দূরত্ব বের করা সম্ভব।

 

তৃতীয় সূত্র

যখন একটি বস্তু অন্য একটি বস্তুর ওপর বল প্রয়োগ করে, তখন সেই বস্তুটিও প্রথম বস্তুটির ওপর বিপরীত দিকে সমান বল প্রয়োগ করে।

ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়ার বিষয়টা টের পাবে এক নৌকা থেকে আরেক নৌকায় লাফ দিতে গেলে। লাফানোর সঙ্গে সঙ্গে প্রতিক্রিয়া হিসেবে প্রথম নৌকাটা খানিকটা পিছিয়ে যাবে।

ব্যাখ্যা

নিউটনের তৃতীয় সূত্র বোঝার সবচেয়ে সহজ উপায় হচ্ছে আমরা কিভাবে হাঁটি সেটা বোঝা। আমরা সবাই হাঁটতে পারি, এর পেছনে কি পদার্থবিজ্ঞান আছে—সেটা না জেনেই সবাই হাঁটে। কিন্তু তোমরা যেহেতু পদার্থবিজ্ঞান শিখতে শুরু করেছ, তোমাদের খুব সহজ একটা প্রশ্ন করা যায়। তুমি যেহেতু স্থির অবস্থা থেকে হাঁটতে পারো, কাজেই আসলে তোমার একটি ত্বরণ হচ্ছে, যার অর্থ তোমার ওপর বল প্রয়োগ করা হচ্ছে। কিন্তু আমরা সবাই জানি, কেউ আমাদের ওপর বল প্রয়োগ করে না; আমরা নিজেরাই হাঁটি। কেমন করে সেটা সম্ভব?

নিউটনের তৃতীয় সূত্র না জানা থাকলে আমরা কখনোই হাঁটার বিষয়টা ব্যাখ্যা করতে পারতাম না। আমরা যখন হাঁটি, তখন আমরা পা দিয়ে মাটিতে ধাক্কা দিই (অর্থাৎ বল প্রয়োগ করি), তখন মাটিটা নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী আমাদের শরীরে সমান ও বিপরীত বল প্রয়োগ করে। এই সমান ও বিপরীত বলটা দিয়েই আমাদের ত্বরণ হয়, আমরা হাঁটি!

যাদের বিষয়টা বুঝতে একটু সমস্যা হচ্ছে, তাদের মনে করিয়ে দেওয়া যায়, শক্ত মাটিতে হাঁটা সোজা; কিন্তু ঝুরঝুরে বালুর ওপর হাঁটা সোজা নয়। তার কারণ বালুর ওপর বল প্রয়োগ করা যায় না, বালু সরে যায়। তাই নিউটনের তৃতীয় সূত্রের পাল্টা বলটাও ঠিকভাবে পাওয়া যায় না। ব্যাপারটা আরো অনেক স্পষ্ট করে দেওয়া যায়, যদি কাউকে অসম্ভব মসৃণ একটা মেঝেতে সাবান-পানি কিংবা তেল দিয়ে পিচ্ছিল করে হাঁটতে দেওয়া হয়! সেখানে ঘর্ষণ খুব কম, তাই আমরা পেছনে বল প্রয়োগ করতেই পারব না এবং সে জন্য তার প্রতিক্রিয়া হিসেবে আমাদের ওপর কোনো বলও পাব না! তাই হাঁটতেও পারব না। বল প্রয়োগ করলে বিপরীত ও সমান বল পাওয়া যায়, যদি প্রয়োগ করতেই না পারি, তাহলে তার প্রতিক্রিয়া বল পাব কেমন করে? আর হাঁটব কেমন করে?

মন্তব্য



সাতদিনের সেরা