ঘর্ষণ ও এর প্রকারভেদ

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।

ঘর্ষণ কেন হয়

খালি চোখে মসৃণ মনে হলেও অণুবীক্ষণে দেখা যায় সব তলই এবড়োখেবড়ো। দুটি তলের খাঁজগুলো একে অপরের সাথে আটকে গতিতে বাধা দেয়। তল দুটিকে আরও জোরে চাপ দিলে খাঁজ আরও গভীরে ঢোকে, তাই ঘর্ষণ বাড়ে; কাঠের টুকরার উপর ওজন রাখলে ঘর্ষণ বাড়ে, যদিও ওজন ও ঘর্ষণ পরস্পরের লম্ব। ঘর্ষণে তাপও তৈরি হয়।

ঘর্ষণের প্রকার

• স্থিতি ঘর্ষণ: দুটি বস্তু একে অপরের সাপেক্ষে স্থির থাকা অবস্থায় যে ঘর্ষণ। এর কারণেই জুতার তলা মাটিতে আটকে থাকে, আমরা পিছলে পড়ি না। এর মান নির্দিষ্ট নয়, তবে সর্বোচ্চ মান $f_s = \mu_s N$; এখানে $\mu_s$ স্থিতি ঘর্ষণ সহগ (একক নেই), $N$ তলের লম্ব বল (N)।
• গতি বা পিছলানো ঘর্ষণ: একটি বস্তু অন্যটির উপর দিয়ে পিছলে চললে যে ঘর্ষণ; $f_k = \mu_k N$, এখানে $\mu_k$ গতি ঘর্ষণ সহগ। সাইকেলের ব্রেক চাকা চেপে ধরে গতি ঘর্ষণে থামায়।
• আবর্ত ঘর্ষণ: একটি বস্তু অন্য তলের উপর গড়িয়ে চললে যে ঘর্ষণ। এটি সবচেয়ে ছোট, তাই যানবাহন ও সুটকেসে চাকা লাগানো হয়।
• প্রবাহী ঘর্ষণ: বাতাস বা পানির মতো প্রবাহীর মধ্য দিয়ে চলার সময় যে বাধা। একটি খোলা কাগজ ধীরে পড়ে, কিন্তু দলা পাকানো কাগজ দ্রুত পড়ে, কারণ বাতাসে ঘর্ষণরত তল কমে যায়।

সর্বোচ্চ স্থিতি ঘর্ষণ গতি ঘর্ষণের চেয়ে বেশি; তাই ভারী জিনিস নড়াতে শুরু করা কঠিন, কিন্তু একবার নড়লে সহজ হয়।

উদাহরণ ১: টেবিলে 2 kg ভরের একটি বাক্স; $\mu_k = 0.3$। লম্ব বল $N = mg = 2 \times 9.8 = 19.6$ N। গতি ঘর্ষণ $f_k = 0.3 \times 19.6 = 5.88$ N।

উদাহরণ ২: একটি বইয়ের উপর ম্যাচবাক্স রেখে বইটি ধীরে ঢালু করা হলো; $30^\circ$ কোণে বাক্সটি নড়তে শুরু করল। $\mu_s = \tan\theta = \tan 30^\circ \approx 0.58$। বাক্সে বেশি ভার দিলেও একই কোণে নড়বে, কারণ ঘর্ষণ ও ঢালের দিকের বল দুটিই সমান হারে বাড়ে।

মনে রাখো: ঘর্ষণ বল তলের এবড়োখেবড়ো খাঁজের কারণে গতির বিপরীতে কাজ করে; স্থিতি, গতি, আবর্ত ও প্রবাহী ঘর্ষণের মধ্যে আবর্ত ঘর্ষণ সবচেয়ে ছোট, আর $f = \mu N$।