পীড়ন ও বিকৃতি

বাইরে থেকে বল প্রয়োগ করলে কোনো বস্তুর দৈর্ঘ্য, আকার বা আয়তন বদলাতে পারে। যেমন, খাতা বাঁধার রাবার ব্যান্ড টানলে লম্বা হয়, আবার চাপ দিলে স্প্রিং ছোট হয়। এই পরিবর্তনের কারণে বস্তুর ভেতরে আগের অবস্থায় ফেরানোর প্রবণতাসম্পন্ন প্রত্যয়নী বল তৈরি হয়। স্থির সাম্যাবস্থায় এই বল বাইরের প্রযুক্ত বলের সঙ্গে ভারসাম্য রাখে।

পীড়ন হলো বিকৃতির কারণে বস্তুর ভেতরে সৃষ্ট প্রত্যয়নী বলের মানকে সংশ্লিষ্ট প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল দিয়ে ভাগ করলে পাওয়া রাশি। সূত্র $\text{পীড়ন}=\frac{F}{A}$; এখানে $F$ প্রত্যয়নী বল, SI একক N; $A$ প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, একক $\mathrm{m^2}$; পীড়নের একক $\mathrm{N\,m^{-2}}$ বা Pa। সাম্যাবস্থায় প্রত্যয়নী বলের মানের বদলে সমান বাইরের বলের মান ব্যবহার করা যায়।

বিকৃতি হলো বলের কারণে বস্তুর দৈর্ঘ্য বা আকারের আপেক্ষিক পরিবর্তন। দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রে $\text{বিকৃতি}=\frac{L-L_0}{L_0}=\frac{\Delta L}{L_0}$। এখানে $L_0$ আদি দৈর্ঘ্য, $L$ পরিবর্তিত দৈর্ঘ্য এবং $\Delta L$ দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন; প্রতিটির SI একক m। একই এককের দুই দৈর্ঘ্যের অনুপাত বলে বিকৃতির কোনো একক নেই।

ধরা যাক, একটি নমুনার আদি দৈর্ঘ্য 1.5 m, বল দেওয়ার পর দৈর্ঘ্য 1.503 m এবং প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল $2\times10^{-6}\,\mathrm{m^2}$। সাম্যাবস্থায় টান 30 N।

• দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি $\Delta L=1.503-1.5=0.003\,\mathrm{m}$।
• বিকৃতি $\frac{0.003}{1.5}=0.002$।
• পীড়ন $\frac{30}{2\times10^{-6}}=1.5\times10^7\,\mathrm{Pa}$।

একই পরিমাণ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি হলেও আদি দৈর্ঘ্য ভিন্ন হলে বিকৃতি ভিন্ন হবে। তাই শুধু কত মিলিমিটার লম্বা হয়েছে জানলেই তুলনা সম্পূর্ণ হয় না। একইভাবে একই বল সরু ও মোটা তারে সমান পীড়ন তৈরি করে না; সরু তারে পীড়ন বেশি।

বল সরালে আগের অবস্থায় ফিরে আসার ধর্মকে স্থিতিস্থাপকতা বলে। যে সীমার মধ্যে এই ফিরে আসা সম্ভব, সেটি স্থিতিস্থাপক সীমা। সীমা ছাড়ালে স্থায়ী পরিবর্তন হতে পারে; অতিরিক্ত বল দিলে বস্তু ভাঙতেও পারে। অল্প বাঁকানো রড সোজা হতে পারে, বেশি বাঁকানো রড বাঁকা থেকে যায়।

সাধারণ ভুল হলো দৈর্ঘ্য বৃদ্ধিকেই বিকৃতি বলা বা নতুন দৈর্ঘ্য দিয়ে ভাগ করা। ভাগ করতে হবে আদি দৈর্ঘ্য দিয়ে।

মনে রাখো: পীড়ন হলো একক ক্ষেত্রফলে প্রত্যয়নী বল, আর বিকৃতি হলো এককহীন আপেক্ষিক পরিবর্তন।