বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং সমবেগে চলতে থাকা বস্তু সমবেগে চলতে থাকবে। বেগ ভেক্টর রাশি, তাই সমবেগে চলা মানে সরলরেখায় একই দ্রুতিতে চলা, দিক না বদলানো।
আমাদের চারপাশে নানা রকম বল দেখি: ধাক্কা, ট্রাকের টান, ঝড়ের ধাক্কা, চুম্বকের আকর্ষণ, বোমার বিস্ফোরণ, ক্রেনের টান। কিন্তু বিশ্লেষণ করলে দেখা যায়, প্রকৃতিতে মৌলিক বল মাত্র চারটি; বাকি সব এদেরই রূপ।
একই বেগে একটি ট্রাক ও একটি বাইসাইকেল একটি ছোট গাড়িকে আঘাত করলে ট্রাক বেশি ক্ষতি করবে, কারণ এর ভর বেশি, তাই ভরবেগ বেশি। ভর ও বেগের গুণফলকে ভরবেগ বলে: p⃗ = mv⃗ এখানে m ভর (kg), v⃗ বেগ (m/s)। বেগ ভেক্টর বলে ভরবেগও ভেক্টর।
বল প্রয়োগ করে বস্তুর গতিতে কয়েক ধরনের পরিবর্তন আনা যায়। সবগুলোতেই বেগের পরিবর্তন হয়, আর বেগের পরিবর্তনের হারই ত্বরণ। তাই বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করলে তার ত্বরণ হয়।
বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক, এবং যেদিকে বল প্রয়োগ করা হয় ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে। একটি বস্তুর আদি বেগ u, t সময় পর বেগ v।
নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র · মহাকর্ষ ধ্রুবক G ও অভিকর্ষজ ত্বরণ g · ওজন
পড়ে নাও
মহাবিশ্বের ভরবিশিষ্ট প্রতিটি বস্তু অন্য প্রতিটি বস্তুকে নিজের দিকে টানে। এই টানকেই বলে মহাকর্ষ বল। এই বলের কারণেই পৃথিবী সূর্যকে ঘিরে ঘোরে, চাঁদ পৃথিবীকে ঘিরে ঘোরে।
প্রথম সূত্র বলে বল না থাকলে কী হয়, দ্বিতীয় সূত্র বলে বল থাকলে কী হয়। একটি বস্তু অন্য বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করলে দুটির মধ্যে কী ঘটে, তা বলে তৃতীয় সূত্র।
গতিশীল বস্তুর গতিশক্তি 1/2mv², এখানে m ভর (kg), v বেগ (m/s)। বেগ বর্গ হিসেবে আছে, তাই বেগ দ্বিগুণ হলে গতিশক্তি চার গুণ হয়। দুটি গাড়ির সংঘর্ষে এই শক্তির কারণেই গাড়ি ক্ষতিগ্রস্ত হয় এবং আরোহীরা আঘাত পায়।
টেবিলে রাখা একটি কাঠের টুকরায় একদিকে বল প্রয়োগ করলে বিপরীত দিকে একটি বল তৈরি হয়ে প্রয়োগ করা বলকে কমিয়ে দেয়; একে ঘর্ষণ বল বলে। ঘর্ষণ বল সব সময় প্রয়োগ করা বল বা গতির বিপরীত দিকে কাজ করে।
টায়ারের পৃষ্ঠ · রাস্তার মসৃণতা · গতি নিয়ন্ত্রণ এবং ব্রেকিং বল
পড়ে নাও
ঘর্ষণ বল প্রয়োগ করা বলের বিপরীতে কাজ করে গতি কমায়; তাই মনে হতে পারে আমরা সব সময় ঘর্ষণ কমাতে চাই। কিন্তু যানবাহন চালানো ও থামানো, দুটোই ঘর্ষণের উপর নির্ভর করে।
প্রয়োজন অনুযায়ী ঘর্ষণ কখনো কমাতে হয়, কখনো বাড়াতে হয়। ঘর্ষণরত পৃষ্ঠ যত সম্ভব মসৃণ করা; মসৃণ পৃষ্ঠে গতি ঘর্ষণ কম। তেল, মবিল বা গ্রিজের মতো পিচ্ছিলকারী পদার্থ (লুব্রিকেন্ট) দুই তলের মাঝে দেওয়া।
একটি অপরিহার্য অমঙ্গল (Friction: A necessary Evil) ঘর্ষণের সুবিধা
পড়ে নাও
ঘর্ষণের একদিকে অনেক অসুবিধা, অন্যদিকে ঘর্ষণ ছাড়া আমাদের জীবন অচল। তাই ঘর্ষণকে বলা হয় একটি প্রয়োজনীয় উপদ্রব। শক্তির অপচয়: ঘর্ষণে অপ্রয়োজনীয় তাপ তৈরি হয়ে শক্তি নষ্ট হয়।
১০০০ kg ভরের একটি ধানবোঝাই পিকআপ ভ্যান ঢাকা–মাওয়া এক্সপ্রেসওয়েতে ২০ m/s সমবেগে চলছিল। চালক ৬০ m সামনে একটি অনাকাঙ্ক্ষিত প্রতিবন্ধক দেখে সঙ্গে সঙ্গে ব্রেক চেপে ৪০০০ N সুষম ব্রেকিং বল প্রয়োগ করলেন।
ক
জড়তা কাকে বলে?
উত্তর দেখাও
বল প্রয়োগ না করা পর্যন্ত স্থির বস্তুর চিরকাল স্থির এবং গতিশীল বস্তুর চিরকাল সমবেগে সরলরেখায় চলার যে স্বাভাবিক প্রবণতা, তাকে জড়তা বলে।
খ
চলন্ত বাসে সিটবেল্ট বাঁধা নিরাপদ ভ্রমণের জন্য কেন জরুরি? ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখাও
বাস যখন তীব্র ব্রেক চেপে হঠাৎ থেমে যায়, তখন গতি জড়তার কারণে যাত্রীর দেহ আগের গতিতে সামনের দিকে ছুটে যেতে চায়। সিটবেল্ট যাত্রীদেহের ওপর বিপরীতমুখী বল প্রয়োগ করে গতি জড়তাকে নিয়ন্ত্রণ করে, ফলে যাত্রী সামনের কাচ বা আসনের সাথে সজোরে ধাক্কা খাওয়া থেকে রক্ষা পান।
গ
ব্রেক চাপার পর গাড়িটি থামতে কত সময় নেবে?
উত্তর দেখাও
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র হতে মন্দন a = F ⁄ m = ৪০০০ ⁄ ১০০০ = ৪ m/s²। v = u − at সূত্র হতে পাই, ০ = ২০ − ৪ × t ⇒ ৪t = ২০ ⇒ t = ৫ s। সুতরাং গাড়িটি থামতে ৫ সেকেন্ড সময় নেবে।
ঘ
রাস্তাটি বৃষ্টিতে ভেজা থাকায় যদি সর্বোচ্চ ব্রেকিং বল কমে ২৫০০ N হতো, তবে পিকআপ ভ্যানটি কি দুর্ঘটনার হাত থেকে বাঁচতে পারত? গাণিতিক যুক্তিসহ মতামত দাও।
উত্তর দেখাও
বৃষ্টিতে ভেজা রাস্তায় মন্দন a' = F' ⁄ m = ২৫০০ ⁄ ১০০০ = ২.৫ m/s²। গাড়িটির থামার প্রয়োজনীয় দূরত্ব s' হলে, v² = u² − ২a's' ⇒ ০ = ২০² − ২ × ২.৫ × s' ⇒ ৫s' = ৪০০ ⇒ s' = ৮০ m। কিন্তু চালকের সামনে প্রতিবন্ধক ছিল মাত্র ৬০ m দূরে। যেহেতু থামার প্রয়োজনীয় দূরত্ব (৮০ m) প্রতিবন্ধকের দূরত্বের (৬০ m) চেয়ে বেশি, তাই গাড়িটি প্রতিবন্ধকের আগেই থামতে পারবে না এবং সেটিকে ধাক্কা দেবে। সুতরাং পিকআপ ভ্যানটি দুর্ঘটনার হাত থেকে বাঁচতে পারত না।
