বল

আজকে আমরা শিখবো বল সম্পর্কে। তোমাকে যদি জিজ্ঞেস করা হয়, বল কত প্রকার ও কী কী? তুমি কী উত্তর দিবে? বলবে- “বল কয়েক প্রকারের হয়ে থাকে। যেমনঃ ফুটবল, ভলিবল, হ্যান্ডবল, টেনিস বল ইত্যাদি।” নাকি অন্য কিছু বলবে? পদার্থবিজ্ঞানের বল কিন্তু কোনো খেলাধুলার বল নয়। বরং এই বলের সংজ্ঞাই আলাদা।

চলো, তোমাদের ধারণা আরো পরিষ্কার করা যাক।

যেমন, তোমরা অনেকেই ঢিল নিক্ষেপের খেলা দেখেছো। এই খেলায় কী হয়ে থাকে? এই খেলায় একজন দূর থেকে কোনো বস্তু দ্বারা ঢিল নিক্ষেপ করে অপর একটি বস্তুকে আঘাত করা হয়। এতে ওই বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তন হয়। এই ক্ষেত্রে ঢিল ছোরাটা হলো বল প্রয়োগের উদাহরণ।

অনেকেই প্রশ্ন করতে পারো যে তাহলে বল এর শক্তির মাঝে পার্থক্য কোথায়? শক্তি প্রয়োগের ফলেও তো বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তন হয়। কিন্তু পদার্থবিজ্ঞানের ক্ষেত্রে, যার ফলে স্থির বস্তু চলতে শুরু করে তাকেই বল বলে।

জড়তা

তোমরা যারা অহরহই বাসে যাতায়াত করো, তাদের কাছে কিন্তু জড়তা একদম দৈনন্দিন ব্যাপার। কী রকম? বাস কানায় কানায় যাত্রী দ্বারা পূর্ণ হলে, চলার ঠিক আগ মুহূর্তে কিন্তু এক ধরণের ঝাঁকি অনুভব করা যায়। এটিই হলো জড়তার বাস্তব উদাহরণ।

Bus

এর মানে বাসে বসে থাকা শরীরের নিচের অংশ কিন্তু চলছে। কিন্তু উপরের অংশ স্থির থাকতে চাইছে। এই ব্যাপারটিকেই জড়তা বলে।

ড্রপডাউনে ক্লিক করে জেনে নাও বিস্তারিত


বিভিন্ন ধরনের বল

ড্রপডাউনগুলোতে ক্লিক করে জেনে নাও বিস্তারিত


ভরবেগ

ধরো, তুমি একবার গোলক নিক্ষেপ খেলা দেখতে এলে, কোচ তোমাকে ডাক দিয়ে একটি জায়গা দেখিয়ে দাঁড়াতে বলল এবং বলল নিক্ষেপিত বলগুলো যখন মাটিতে পড়ে গড়িয়ে যেতে থাকবে তখন সেগুলো থামিয়ে আবার ফেরত দিয়ে আসতে। এবার প্রথমে 3kg বলটি নিক্ষেপ করা হল। সেটি বল প্রয়োগ করে থামিয়ে ফেরত দিয়ে আসলে তুমি। এবার 5 kg বলটি একই বেগে নিক্ষেপ করা হল। এবার তুমি তা থামাতে গিয়ে দেখলে যে আগের চেয়ে বেশি বল দিতে হচ্ছে। কেন এমনটি হচ্ছে জানো কি?

এটি মূলত হয়েছে দুটি ক্ষেত্রে ভরবেগের মান ভিন্ন হওয়ায়। এটি এমন একটি রাশি যা থেকে বোঝা যায় কোন গতিশীল বস্তু থামানো কতটা কঠিন হবে। যার ভরবেশি ও বেগ বেশি হবে, তার ভরবেগ তত বেশি হবে।

ধরি, ভরবেগ = p
ভর = m
বেগ = v

p = m * v

ভরবেগের একক kgms⁻¹

এটি দিয়ে বোঝায় যে 1 kg ভরের বস্তু 1 ms⁻¹ বেগে চললে ভরবেগ হবে 1 kgms⁻¹

উপরের অনুচ্ছেদগুলো আমরা একটু খেয়াল করলে বস্তুর গতির উপর বলের প্রভাব বুঝতে পারব। খেয়াল করে দেখো, বল প্রয়োগের মাধ্যমে আমরা স্থির গোলককে গতিশীল করেছিলাম, আবার গতিশীল গোলককের বেগ বা গতির পরিবর্তন করেছিলাম। ঠিক একইভাবে আমরা চাইলে বল প্রয়োগ করে গোলকের গতির দিকও পরিবর্তন করতে পারতাম, যেমনটি হয় ক্রিকেটে যখন ছুটে আসা বলকে আঘাত করে এর দিক পরিবর্তন করা হয়। তাহলে বল প্রয়োগের মাধ্যমে স্থির ব্স্তুকে গতিশীল বা গতিশীল ব্স্তুকে স্থির বা গতিশীল বস্তুর দিকের পরিবর্তন করতে পারি। আবার চাইলে বল প্রয়োগের মাধ্যমে কোন বস্তুর আকারও পরিবর্তন করতে পারি, যেমন: একটি প্লাস্টিকের বোতলে বল প্রয়োগ করলে এর আকারও পরিবর্তিত হয়ে যাবে।

বল ও ত্বরণের সম্পর্ক- নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র

আমরা দেখেছিলাম যে স্থির গোলকের উপর বল প্রয়োগে তার ভরবেগের পরিবর্তন হয়েছিল, যেহেতু তা স্থির থেকে গতিশীল হয়েছিল ও একটি বেগ নিয়ে চলছিল এবং যেহেতু বেগের পরিবর্তন হয়েছে, তাই ত্বরণ হয়েছে। ত্বরণের মান কত হবে তা নির্ভর করবে প্রযুক্ত বলের উপর। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রানুযায়ী-

“বস্তুর ভরবেগ পরিবর্তনের হার এর উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যেদিকে ক্রিয়া করে বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে।”

ধরা যাক,
আদি ভরবেগ = mu
শেষ ভরবেগ = mv
t সময়ে ভরবেগ পরিবর্তন = mv – mu

তাহলে,

ভরবেগ পরিবর্তন হার = \(\frac{mv-mu}{t}\)
= ma [যেহেতু, a = \(\frac{v-u}{t}\) ]

সূত্রানুযায়ী- ভরবেগ পরিবর্তন হার বলের সমানুপাতিক।

ma ∝ F
→ ma = kF

k সমানুপাতিক ধ্রুবক, যার মান বলের এককের উপর নির্ভরশীল। এ সমীকরণ থেকে বলের সংজ্ঞা দেয়া যায়।


ক্রিয়া ও প্রতিক্রয়া বল- নিউটনের তৃতীয় সূত্র

এবার মনে করো, দুইদিক থেকে ছোঁড়া দুটি গোলক পরস্পর বিপরীত দিক থেকে এসে সংঘর্ষ করল. তাহলে একটি বর অন্যটির উপর বল প্রয়োগ করবে, আর অন্যটি বলের বিপরীতে প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করবে।

নিউটনের তৃতীয় সূত্রানুযায়ী –

“প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে”

তাহলে, সূত্রানুযায়ী এক্ষেত্রে তারা মান ও বিপরীত ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করবে। ক্রিয়া বল যতক্ষণ থাকবে প্রতিক্রিয়া বলও ততক্ষণই থাকবে।
ক্রিয়া বল, F1 ও প্রতিক্রিয়া বল, F2 হলে,

F2 = -F1

এর একটি উদাহরণ হচ্ছে মাটির উপর দিয়ে হাঁটা। এসময় আমরা মাটির উপর ক্রিয়া বল ও মাটি সমান প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করে আর যদি মাটি সমান প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করতে না পারে, তখন আমাদের পা মাটিতে ঢুকে যায়।

উপরের ঘটনায় আমরা দেখলাম যে দুটি গতিশীল গোলক একটি আরেকটিকে ধাক্কা দিয়েছে। এটি এক ধরণের সংঘর্ষ অর্থাৎ কোন গতিশীল বস্তু যদি অপর কোন গতিশীল বা স্থির বস্তুকে ধাক্কা দেয়, তখন তাকে সংঘর্ষ বলে। সংঘর্ষের সময় মূলত সেখানে কেবল ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া বল কাজ করে।

এখন, নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র হতে পাই,

F = \(\frac{(mv – mu)}{t}\)

ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র

Picture2


পরবর্তী পৃষ্ঠায় জেনে নাও ঘর্ষণ সম্পর্কে।