দোলনার উচ্চতা ও ত্রিকোণমিতিক সমীকরণ
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
পার্কের একটি দোলনার গতির পর্যায়বৃত্ত ঘূর্ণনে সাম্যাবস্থা থেকে উচ্চতা sin θ অনুপাতের সমানুপাতিক। এক পূর্ণ চক্রে (০° থেকে ৩৬০° এর মধ্যে) ঠিক কোন কোন কোণে দোলনাটির উচ্চতার অনুপাত sin θ = ১/২ (০.৫) হবে? ০° থেকে ৩৬০° সীমার মধ্যে এমন কয়টি সমাধান পাওয়া যাবে?
০° থেকে ৩৬০° সীমার মধ্যে sin θ = ১/২ সমীকরণের মোট কয়টি সমাধান পাওয়া যাবে?
- ১টি: কেবল ৩০°, কারণ sin ৩০° = ০.৫
- ২টি: ৩০° এবং ১৫০°, কারণ ১ম ও ২য় উভয় চতুর্ভাগেই সাইন ধনাত্মক
- ৪টি: প্রতিটি চতুর্ভাগে একটি করে সমাধান আছে
যা বদলাতে পারবে
- ঘূর্ণন কোণ (θ): ০ থেকে ৭২০ °
যা মেপে দেখাবে
- সাইন অনুপাত (sin θ)
- কোসাইন অনুপাত (cos θ)
- চতুর্ভাগ
চালানোর সময় খেয়াল করো
- কোণ বাড়িয়ে ৩০° করো: sin ৩০° = ০.৫। এবার কোণ আরও বাড়িয়ে দ্বিতীয় চতুর্ভাগে ৯০° পেরিয়ে দেখো: সাইন কি আবার ০.৫ হয়?
নিজে করে দেখো
- ০° থেকে ৩৬০° সীমার মধ্যে sin θ = ০.৫ হয় এমন দুটি ভিন্ন কোণই (৩০° ও ১৫০°) ঘুরে বের করো।
ইঙ্গিত
প্রথমে কোণ ৩০° করো (১ম চতুর্ভাগ), তারপর কোণ ১৫০° করো (২য় চতুর্ভাগ)।
- তৃতীয় চতুর্ভাগে এমন একটি কোণ নির্ণয় করো যেখানে cos θ = −০.৫ হয়।
ইঙ্গিত
তৃতীয় চতুর্ভাগে কোসাইন ঋণাত্মক এবং নির্ণেয় কোণটি ১৮০° + ৬০° = ২৪০°।
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
ত্রিকোণমিতিক সমীকরণের সমাধান
এক পূর্ণ ঘূর্ণনে (০° থেকে ৩৬০°) −১ ও ১ এর মধ্যবর্তী যেকোনো মানের জন্য সাইন অনুপাত ঠিক দুবার একই মান গ্রহণ করে। ১ম চতুর্ভাগে sin ৩০° = ০.৫ এবং ২য় চতুর্ভাগে sin (১৮০° − ৩০°) = sin ১৫০° = ০.৫। ৩য় ও ৪র্থ চতুর্ভাগে কোটি ঋণাত্মক হওয়ায় সাইনের মান ঋণাত্মক (−০.৫) হয়। সাধারণ সমাধান সূত্র: θ = nπ + (−১)ⁿα, যেখানে n একটি পূর্ণসংখ্যা। তাই ০° থেকে ৩৬০° সীমার মধ্যে ঠিক ২টি সমাধান: ৩০° ও ১৫০°।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
কেবল সমকোণী ত্রিভুজের সূক্ষ্মকোণ বিবেচনা করলে ৩০° ছাড়া অন্য সমাধান বাদ পড়ে যায়। কিন্তু একক বৃত্তে কোটি y এর মান দ্বিতীয় চতুর্ভাগেও ধনাত্মক থাকে, তাই sin ১৫০° = ০.৫ আরেকটি সঠিক সমাধান। আবার ৩য় ও ৪র্থ চতুর্ভাগে অনুপাতটির মান ঋণাত্মক হওয়ায় সেখানে ধনাত্মক ০.৫ এর কোনো সমাধান নেই, তাই ৪টি সমাধান পাওয়া সম্ভব নয়।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- ত্রিকোণমিতিক সমীকরণের সমাধান কেবল প্রথম চতুর্ভাগের সূক্ষ্মকোণেই থাকে
- এক পূর্ণ ঘূর্ণনে একটি নির্দিষ্ট মানের জন্য চারটি চতুর্ভাগেই সমাধান পাওয়া যায়
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- উপকূলীয় বাঁধের স্লুইস গেট পরিচালনায় জোয়ার ও ভাটার পানির উচ্চতা সাইন তরঙ্গ মেনে চলে। কখন পানি নির্দিষ্ট উচ্চতায় পৌঁছাবে তা ত্রিকোণমিতিক সমীকরণের মাধ্যমে বের করা হয়।
- বাংলাদেশের পল্লী অঞ্চলে সৌর সেচ পাম্পের সোলার প্যানেল দিনের কোন কোন সময়ে নির্দিষ্ট পরিমাণ সূর্যালোক পাবে তা সূর্যের উন্নতি কোণের ত্রিকোণমিতিক সমীকরণ থেকে নির্ধারণ করা হয়।