ভরবেগ এবং সংঘর্ষ

ভরবেগ

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:

$$\vec{p} = m\vec{v}$$

এখানে $m$ ভর (kg), $\vec{v}$ বেগ (m/s)। বেগ ভেক্টর বলে ভরবেগও ভেক্টর। একক kg m/s এবং মাত্রা $[p] = \mathrm{MLT^{-1}}$। ভরবেগ ভর ও বেগের চেয়েও মৌলিক রাশি: আলোর কণা ফোটনের ভর নেই, কিন্তু ভরবেগ আছে।

ভরবেগের নিত্যতা

কয়েকটি বস্তুর সম্মিলিত ভরবেগ থাকে। বাইরে থেকে কোনো বল প্রয়োগ না করলে তাদের মধ্যে সংঘর্ষের আগে ও পরে সম্মিলিত ভরবেগ একই থাকে; একে ভরবেগের নিত্যতা বা সংরক্ষণশীলতা বলে:

$$m_1u_1 + m_2u_2 = m_1v_1 + m_2v_2$$

এখানে $u$ সংঘর্ষের আগের ও $v$ পরের বেগ। দুটি অজানা ($v_1$, $v_2$) বের করতে শক্তির নিত্যতা থেকে আরেকটি সমীকরণ লাগে; দুটি মিলিয়ে দেখা যায়, সমান ভরের দুটি বস্তুর সংঘর্ষে তারা বেগ অদলবদল করে ($v_1 = u_2$, $v_2 = u_1$)।

উদাহরণ ১: 0.1 kg ভরের একটি টেনিস বল 10 m/s বেগে দেয়ালে লেগে একই দ্রুতিতে ফিরে এল। ভরবেগের পরিবর্তন $= mv - (-mv) = 2mv = 2 \times 0.1 \times 10 = 2$ kg m/s। দিক উল্টানোয় পরিবর্তন দ্বিগুণ হয়েছে।

উদাহরণ ২: 0.05 kg ভরের একটি মার্বেল 2 m/s বেগে একটি স্থির, একই রকম মার্বেলকে আঘাত করল। সমান ভর বলে বেগ অদলবদল হবে: প্রথমটি থেমে যাবে, দ্বিতীয়টি 2 m/s বেগে চলবে। যাচাই: আগে মোট ভরবেগ $0.05 \times 2 = 0.1$, পরে $0.05 \times 2 = 0.1$ kg m/s, একই।

উদাহরণ ৩: 10 m/s বেগে 5000 kg ট্রাকের ভরবেগ $5000 \times 10 = 50000$ kg m/s, আর আরোহীসহ 80 kg সাইকেলের $80 \times 10 = 800$ kg m/s।

সাধারণ ভুল হলো ভরবেগের দিক উপেক্ষা করা। বিপরীত দিকের বেগকে ঋণাত্মক ধরতে হয়, নইলে দেয়ালে লাগা বলের ভরবেগের পরিবর্তন শূন্য মনে হবে।

মনে রাখো: ভরবেগ $\vec{p} = m\vec{v}$, একটি ভেক্টর; বাহ্যিক বল না থাকলে সংঘর্ষের আগে ও পরে মোট ভরবেগ একই থাকে।