লাগেজ ট্রলি ঠেলা: বল ও ত্বরণ
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
শাহজালাল আন্তর্জাতিক বিমানবন্দরের মসৃণ মেঝেতে ৫০ kg ভরের একটি লাগেজ ট্রলি ১০০ N অনুভূমিক বল দিয়ে ঠেলা হচ্ছে। মেঝের ঘর্ষণ নগণ্য হওয়ায় ট্রলিটি ২ m/s² ত্বরণ নিয়ে এগিয়ে চলেছে। ট্রলিতে আরও লাগেজ তোলায় মোট ভর দ্বিগুণ হয়ে ১০০ kg হলো। যাত্রী যদি একই ১০০ N বল দিয়ে ঠেলতে থাকেন, তবে ট্রলির নতুন ত্বরণ কত হবে?
একই ১০০ N বল দিয়ে ঠেললে ১০০ kg ভরের ট্রলির নতুন ত্বরণ কত হবে?
- ১ m/s²: ভর দ্বিগুণ হওয়ায় ত্বরণ কমে ঠিক অর্ধেক হবে।
- ২ m/s²: প্রযুক্ত বল যেহেতু আগের মতোই ১০০ N, তাই ত্বরণও একই থাকবে।
- ৪ m/s²: ভারী বস্তু ধাক্কা খেলে বেশি ভরবেগ নিয়ে দ্বিগুণ ত্বরণে চলবে।
যা বদলাতে পারবে
- ট্রলির মোট ভর: ২০ থেকে ২০০ kg
- প্রযুক্ত বল: ০ থেকে ৩০০ N
যা মেপে দেখাবে
- কার্যকর লব্ধি বল (N)
- ত্বরণ (m/s²)
- ঘর্ষণ বল (N)
চালানোর সময় খেয়াল করো
- ট্রলির ভর ৫০ kg থেকে বাড়িয়ে ১০০ kg করে রান দাও। প্রযুক্ত বল ১০০ N থাকলে ত্বরণ কত দেখায়? বল ও ভরের সাথে ত্বরণের কী অনুপাত তৈরি হচ্ছে?
নিজে করে দেখো
- ১০০ kg ভরের একটি ট্রলিতে ঠিক ১.৫ m/s² ত্বরণ তৈরি করো।
ইঙ্গিত
F = ma সূত্র ব্যবহার করো: F = ১০০ × ১.৫ = কত নিউটন বল লাগবে?
- ২০০ N বল প্রয়োগ করে ট্রলিটিতে ঠিক ২.৫ m/s² ত্বরণ তৈরি করো। ট্রলির ভর কত রাখতে হবে?
ইঙ্গিত
m = F ÷ a সূত্র দিয়ে হিসাব করো: ২০০ ÷ ২.৫ = কত kg ভর দরকার?
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র
বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার ওপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যেদিকে ক্রিয়া করে বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে। প্রযুক্ত বল F এবং বস্তুর ভর m হলে সৃষ্টি হওয়া ত্বরণ a = F/m। অর্থাৎ ত্বরণ প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক (a ∝ F) এবং বস্তুর ভরের ব্যস্তানুপাতিক (a ∝ 1/m)। বল স্থির রেখে ভর দ্বিগুণ করলে ত্বরণ কমে ঠিক অর্ধেক হয়। ১ kg ভরের কোনো বস্তুর ওপর যে বল প্রয়োগ করলে ১ m/s² ত্বরণ সৃষ্টি হয়, তাকে ১ নিউটন (1 N) বলে।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
অনেকে মনে করেন বল একই থাকলে ত্বরণও একই থাকবে। কিন্তু ত্বরণ কেবল প্রযুক্ত বলের ওপর নির্ভর করে না, বস্তুর ভরের ওপরও নির্ভর করে। ভর হলো বস্তুর জড়তার পরিমাপ: ভর যত বেশি, তার গতির পরিবর্তন ঘটানো তত কঠিন। তাই ১০০ N বল ৫০ kg ভরের ট্রলিতে ২ m/s² ত্বরণ তৈরি করলেও, ভর দ্বিগুণ হয়ে ১০০ kg হলে ত্বরণ অর্ধেক হয়ে ১ m/s² হয়।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- প্রযুক্ত বল একই থাকলে বস্তুর ভর যাই হোক না কেন ত্বরণ সবসময় একই থাকে।
- বেশি ভরের বস্তুর ওপর বল প্রয়োগ করলে তা হালকা বস্তুর চেয়ে দ্রুত বেগ বৃদ্ধি করে।
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- যানবাহনের ইঞ্জিন ডিজাইন: ঢাকার রাস্তায় চলাচলকারী বাস বা পিকআপ ভ্যানে ভারী মালামাল বোঝাই করার পর দ্রুত গতি তুলতে শক্তিশালী ইঞ্জিনের প্রয়োজন হয়, কারণ ভর বাড়লে একই ত্বরণ পেতে অনেক বেশি বল লাগে।
- ক্রিকেট বলের আঘাত: দ্রুতগতির চামড়ার ক্রিকেট বলের ভর বেশি হওয়ায় ব্যাটার বা ফিল্ডারের হাতে থামাতে বেশি বল প্রয়োগ করতে হয়, যেখানে হালকা টেনিস বল থামাতে কম বল লাগে।