বস্তু পানিতে ভাসে: আর্কিমিডিসের নীতি

অনুশীলনের প্রশ্ন

1. ১

   পদ্মা নদীতে ভাসমান একটি কাঠের ব্লকের ঘনত্ব ৬৫০ kg/m³। নদীর পানির ঘনত্ব ১০০০ kg/m³ হলে ব্লকটির আয়তনের শতকরা কত ভাগ পানির নিচে নিমজ্জিত থাকবে?

   1. ক

      ৩৫%

   2. খ

      ৬৫%

   3. গ

      ৫০%

   4. ঘ

      ৭৫%

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   খ) ৬৫%

   1. ভাসনের নীতি অনুসারে, ভাসমান বস্তুর ওজন = অপসারিত তরলের ওজন (প্লবতা): V × ρ_wood × g = V_sub × ρ_water × g।

   $$V \rho_{\text{wood}} g = V_{\text{sub}} \rho_{\text{water}} g$$

   2. নিমজ্জিত অংশের ভগ্নাংশ V_sub ⁄ V = ρ_wood ⁄ ρ_water = ৬৫০ ⁄ ১০০০ = ০.৬৫, যা শতকরা হিসেবে ৬৫%।

   $$\frac{V_{\text{sub}}}{V} = \frac{650}{1000} = 0.65 = 65\%$$
2. ২

   বর্ষাকালে অতিরিক্ত যাত্রী ও মালামাল বোঝাই লঞ্চ বা ট্রলার নদীতে ডুবে দুর্ঘটনা ঘটার পদার্থবিজ্ঞানভিত্তিক কারণ ব্যাখ্যা করো।

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   একটি জলযান তখনই ভেসে থাকে যখন তার নিমজ্জিত অংশ দ্বারা অপসারিত পানির ওজন (ঊর্ধ্বমুখী প্লবতা বল) যানটির মোট নিম্নমুখী ওজনের সমান হয়। অতিরিক্ত যাত্রী বা মালামাল বোঝাই করলে জলযানের মোট ওজন বেড়ে যায়, ফলে ভারসাম্য রাখতে যানটি বিপজ্জনকভাবে বেশি পানিতে ডুবে যায় এবং ডেকের উচ্চতা (মুক্তবোর্ড) পানির স্তর থেকে অনেক কমে যায়। এই অবস্থায় নদীর উত্তাল ঢেউ বা সামান্য কাত হওয়ায় ভেতরে পানি ঢুকে গেলে মোট ওজন সর্বোচ্চ সম্ভাব্য প্লবতা বলের চেয়ে বেশি হয়ে যায় এবং জলযানটি ডুবে যায়।

   1. ভাসনের শর্ত হলো মোট নিম্নমুখী ওজন = ঊর্ধ্বমুখী প্লবতা বল (অপসারিত পানির ওজন)।
   2. অতিরিক্ত বোঝাইয়ের কারণে প্রয়োজনীয় প্লবতা জোগাতে জাহাজ বেশি পানিতে ডুবে যায় এবং ডেকের প্রান্ত পানির খুব কাছাকাছি নেমে আসে।
   3. উত্তাল ঢেউয়ের পানি জলযানে প্রবেশ করলে মোট নিম্নমুখী ওজন সর্বোচ্চ প্লবতাকেও ছাড়িয়ে যায়, ফলে জলযানটি পানিতে নিমজ্জিত হয়।