offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ৫

একই চাপে পিন বোর্ডে ঢোকে, আঙুলে লাগে না কেন?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

মিতু নোটিশ বোর্ডে ছুটির নোটিশ লাগাতে বৃদ্ধাঙুল দিয়ে ড্রয়িং পিনের মাথায় ২০ নিউটন চাপ দিল। পিনের সরু ডগা কাঠের বোর্ডে ঢুকে গেল, অথচ তার আঙুলে একটুও ব্যথা লাগল না। একই বল দুই প্রান্তে, তাহলে ফল আলাদা কেন?

পিনের ডগায় চাপ মাথার তুলনায় কেমন?

  1. প্রায় ১৬০০ গুণ: একই বল অনেক ছোট ক্ষেত্রফলে পড়ে
  2. সমান, বল তো একই
  3. কম, ডগা ছোট বলে কম চাপ নেয়
  4. ডগার ধাতু বেশি শক্ত, চাপের ব্যাপার নয়

যা বদলাতে পারবে

  • ঠেলা: ১ থেকে ১০০ N
  • যা দিয়ে চাপ পড়ে: পিনের মাথা (৮০ mm²), ভোঁতা দণ্ড (২০ mm²), পেনসিলের শিস (১.৫ mm²), পেরেকের ডগা (০.৪ mm²), পিনের ডগা (০.০৫ mm²)

যা মেপে দেখাবে

  • চাপ (MPa)
  • আঙুলে ব্যথা লাগে?
  • কাগজ ফুটো হয়?
  • কাঠে ঢোকে?

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • একই ২০ N রেখে মাথা আর ডগা বদলে চাপ তুলনা করো।

নিজে করে দেখো

  1. সবচেয়ে কম বলে পেরেকের ডগা কাঠে ঢোকাও।
    ইঙ্গিত

    কাঠে ঢুকতে ১৫ MPa লাগে।

  2. ৫০ N বলে চাপ দাও, কিন্তু আঙুলে যেন ব্যথা না লাগে।
    ইঙ্গিত

    সবচেয়ে চওড়া জিনিস।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

বল ও ক্ষেত্রফলের সঙ্গে চাপের সম্পর্ক

p=FA,1 Pa=1 N/m2p = \frac{F}{A},\quad 1\ \text{Pa} = 1\ \text{N/m}^2

একক ক্ষেত্রফলের ওপর লম্বভাবে যে বল পড়ে তাকে চাপ বলে: p = F/A, একক প্যাসকেল (N/m²)। একই বল ছোট ক্ষেত্রফলে পড়লে চাপ বেশি, বড় ক্ষেত্রফলে পড়লে চাপ কম। ড্রয়িং পিনের মাথা প্রায় ৮০ mm², ডগা মাত্র ০.০৫ mm², তাই একই ২০ N বল মাথায় ০.২৫ MPa কিন্তু ডগায় ৪০০ MPa চাপ দেয়: আঙুল টেরও পায় না, কাঠ সরে যায়। এজন্যই ছুরি, কাঁচি, সুই ও পেরেক ধারালো করা হয়, আর ভারী ব্যাগের ফিতা, ট্রাক্টরের চাকা, উটের পা ও স্কির তলা চওড়া করা হয় যাতে চাপ কম পড়ে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

বল একই হলেও চাপ নির্ভর করে কতটা জায়গায় বল ছড়ায় তার ওপর। ডগার ক্ষেত্রফল মাথার প্রায় ১৬০০ ভাগের এক ভাগ, তাই চাপ প্রায় ১৬০০ গুণ।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • বল আর চাপ একই জিনিস
  • ছোট জায়গায় চাপ কম পড়ে
  • ধারালো জিনিস ঢোকে শুধু শক্ত বলে

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • ভারী বইয়ের ব্যাগের চওড়া ফিতা কাঁধে কম চাপ দেয়, সরু ফিতা কেটে বসে।

পাঠ্যবইয়ের টপিক