বল অধ্যায়ের নোট | জ্ঞানমূলক ও অনুধাবনমূলক প্রশ্ন উত্তর

বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং সমবেগে চলতে থাকা বস্তু সমবেগে চলতে থাকবে।

বল প্রয়োগ না করা পর্যন্ত স্থির বস্তু স্থির থাকতে চায় বা গতিশীল বস্তু গতিশীল থাকতে চায়, বস্তুর এই বৈশিষ্ট্যকে জড়তা বলে।

স্থির থাকার প্রবণতাকে স্থিতি জড়তা বলে।

গতিশীল থাকার প্রবণতাকে গতি জড়তা বলে।

ভর বৃদ্ধির সাথে সাথে জড়তাও বৃদ্ধি পায়।

দুই ধরনের: স্পর্শ বল ও অস্পর্শ বল।

চারটি: মহাকর্ষ বল, তড়িৎ চৌম্বক বল, দুর্বল নিউক্লীয় বল ও সবল নিউক্লীয় বল।

মহাবিশ্বের সকল বস্তু তাদের ভরের কারণে একে অপরকে যে বল দিয়ে আকর্ষণ করে, তাকে মহাকর্ষ বল বলে।

মহাকর্ষ বলের পাল্লা অসীম।

প্রায় ১০³⁶ গুণ শক্তিশালী।

খুবই অল্প দূরত্বে (১০⁻¹⁸ মিটার) কাজ করে এবং তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে বিটা রশ্মি নির্গমনের জন্য দায়ী।

এটি সৃষ্টিজগতের সবচেয়ে শক্তিশালী বল, যা মহাকর্ষ বলের চেয়ে ১০⁴¹ গুণ শক্তিশালী কিন্তু খুবই অল্প দূরত্বে (১০⁻¹⁵ মিটার) কাজ করে।

পরমাণুর নিউক্লিয়াসের ভেতর প্রোটন ও নিউট্রনকে একসাথে আটকে রাখতে কাজ করে।

ইলেকট্রো উইক ফোর্স (Electro-weak Force)।

দুই বা ততোধিক বল একটি বস্তুর উপর প্রয়োগ করার পর বলগুলোর লব্ধি শূন্য হলে তাকে সাম্য বল বলে।

বলগুলোর লব্ধি শূন্য না হলে তাকে অসাম্য বল বলে, যার ফলে বস্তুর ত্বরণ হয়।

কোনো বস্তুর ভর ও বেগের গুণফলকে ভরবেগ বলে।

একক kg m/s, মাত্রা MLT⁻¹।

ভরবেগ একটি ভেক্টর রাশি, কারণ ভর স্কেলার হলেও বেগ ভেক্টর।

বাইরে থেকে কোনো বল প্রয়োগ না করা হলে সংঘর্ষের আগে ও পরে বস্তুগুলোর সম্মিলিত ভরবেগ অপরিবর্তিত থাকে।

ভরবেগ ও গতিশক্তি (যদি অন্য কোনো শক্তির আদান-প্রদান না ঘটে)।

সংঘর্ষের পর তারা একটি অন্যটির সাথে তাদের বেগ পাল্টে নেয় (v₁=u₂, v₂=u₁)।

বাইরে থেকে কোনো বল প্রয়োগ না করা হলে সংঘর্ষের আগে ও পরে সিস্টেমের মোট ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে।

ভরবেগের সংরক্ষণশীলতা ও গতিশক্তির সংরক্ষণশীলতা সূত্র।

ভরবেগ শুধু ভর ও বেগের গুণফল নয়, এটি একটি স্বতন্ত্র মৌলিক রাশি; আলোর কণার ভর না থাকলেও তার ভরবেগ থাকতে পারে।

বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং যেদিকে বল প্রয়োগ করা হয় ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে।

F = ma, যেখানে F = বল, m = ভর, a = ত্বরণ।

একক নিউটন (N), মাত্রা MLT⁻²।

1 kg ভরের বস্তুতে 1 m/s² ত্বরণ সৃষ্টিকারী বলকে এক নিউটন বলে।

6.67 × 10⁻¹¹ Nm²kg⁻²।

F = G(m₁m₂)/r², যেখানে r হলো ভর দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব।

g = GM/R², যেখানে M পৃথিবীর ভর ও R পৃথিবীর ব্যাসার্ধ।

ভর M = 5.98 × 10²⁴ kg, ব্যাসার্ধ R = 6.37 × 10⁶ m।

যখন একটি বস্তু অন্য একটি বস্তুর ওপর বল প্রয়োগ করে তখন সেই বস্তুটিও প্রথম বস্তুটির ওপর বিপরীত দিকে সমান বল প্রয়োগ করে।

কারণ ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া বল দুটি ভিন্ন ভিন্ন বস্তুর উপর কাজ করে, একই বস্তুর উপর নয়।

নিউটনের তৃতীয় সূত্র; আমরা পা দিয়ে মাটিতে বল প্রয়োগ করলে মাটিও আমাদের ওপর সমান ও বিপরীত বল প্রয়োগ করে, যার ফলে আমরা এগিয়ে যাই।

দুটি স্পর্শকৃত তলের আপেক্ষিক গতির বিরুদ্ধে যে বাধাদানকারী বল কাজ করে, তাকে ঘর্ষণ বল বলে।

তিন ভাগে: স্থিতি ঘর্ষণ, গতি ঘর্ষণ ও আবর্ত ঘর্ষণ।

দুটি বস্তু একে অন্যের সাপেক্ষে স্থির থাকা অবস্থায় যে ঘর্ষণ বল থাকে, তাকে স্থিতি ঘর্ষণ বলে।

একটি বস্তুর সাপেক্ষে অন্য বস্তু চলমান হলে যে ঘর্ষণ বল তৈরি হয়, তাকে গতি ঘর্ষণ বলে।

একটি তলের উপর অন্য বস্তু গড়িয়ে চললে যে ঘর্ষণ হয়, তাকে আবর্ত ঘর্ষণ বলে; এটি সবচেয়ে ছোট ঘর্ষণ।

fs = μsN, যেখানে μs স্থিতি ঘর্ষণ সহগ ও N লম্ব প্রতিক্রিয়া বল।

fk = μkN, যেখানে μk গতি ঘর্ষণ সহগ।

পৃষ্ঠকে মসৃণ করা এবং লুব্রিকেন্ট (তেল, মবিল, গ্রিজ) ব্যবহার করা।

তলদেশ অমসৃণ বা খসখসে করে তোলা।

রাস্তার সাথে ঘর্ষণ বাড়ানোর জন্য, যাতে গাড়ি পিছলে না যায়।

সরাসরি ঘর্ষণের বদলে ছোট স্টিলের বলের আবর্ত ঘর্ষণ ব্যবহার করে ঘর্ষণ কমায়।

স্পর্শতলে বেশি ওজন চাপানো এবং তল দুটিকে অমসৃণ করা।

দুটি স্পর্শতলের মাঝে প্রবেশ করে সরাসরি ঘর্ষণ কমিয়ে দেয়।

গড়িয়ে চলার সময় স্পর্শতলের ক্ষুদ্র অংশ যোগাযোগে থাকে, ফলে ঘর্ষণ বল তুলনামূলক অনেক কম হয়।

জড়তার সূত্র, কারণ এটি মূলত বস্তুর জড়তার ধর্ম বর্ণনা করে।

যাত্রীর শরীর গতি জড়তার কারণে চলমান থাকতে চায়, কিন্তু বাস থেমে যাওয়ায় শরীরের নিচের অংশ থেমে যায় ও ওপরের অংশ সামনে ঝুঁকে যায়।

ভর বেশি হলে জড়তাও বেশি হয়, তাই সমান বল প্রয়োগে ভারী বস্তু কম ত্বরণ পায়।

সবল নিউক্লীয় বল তুলনামূলক শক্তিশালী ও প্রোটন-নিউট্রনকে একত্রে ধরে রাখে, দুর্বল নিউক্লীয় বল তুলনামূলক দুর্বল ও বিটা ক্ষয়ের জন্য দায়ী।

মহাকর্ষ ও তড়িৎ চৌম্বক বলের পাল্লা অসীম; সবল ও দুর্বল নিউক্লীয় বলের পাল্লা অতি ক্ষুদ্র (যথাক্রমে ১০⁻¹⁵ ও ১০⁻¹⁸ মিটার)।

১ (এক), যার ফলে সরাসরি F=ma সমীকরণ পাওয়া যায়।

না, এটি যেকোনো গতির জন্য প্রযোজ্য, তবে এই বইয়ে শুধু সরলরৈখিক গতির মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখা হয়েছে।

সবসময় দুটি ভিন্ন ভিন্ন বস্তুর ওপর কাজ করে, কখনো একই বস্তুর ওপর নয়।

গাড়ির সাথে সাথে শরীরের নিচের অংশ চলতে শুরু করলেও উপরের অংশ জড়তার কারণে স্থির থাকতে চায়, ফলে শরীর পেছনের দিকে হেলে পড়ে।

নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া বল সবসময় দুটি ভিন্ন ভিন্ন বস্তুর উপর কাজ করে; একই বস্তুর উপর কাজ করলে তবেই তারা একে অপরকে বাতিল করতে পারত।

পিচ্ছিল মেঝেতে ঘর্ষণ কম থাকায় আমরা পেছনের দিকে ঠিকমতো বল প্রয়োগ করতে পারি না, ফলে নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী পাল্টা বলও পাওয়া যায় না, তাই হাঁটা কঠিন হয়।

নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী ত্বরণ ভরের ব্যস্তানুপাতিক (a=F/m), তাই একই বলে হালকা বস্তুর ত্বরণ বেশি হয় এবং তা বেশি দূরত্ব অতিক্রম করে।

ট্রাকের ভর অনেক বেশি হওয়ায় সংঘর্ষের পরও এর বেগ প্রায় অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু ছোট গাড়ির বেগ বিপরীতমুখী হয়ে কয়েকগুণ বেড়ে যায়, ফলে ছোট গাড়ি বেশি ক্ষতিগ্রস্ত ও দুর্ঘটনার শিকার হয়।

গতিশক্তি বেগের বর্গের সমানুপাতিক, তাই বেগ দ্বিগুণ হলে গতিশক্তি চারগুণ বেড়ে যায়; কম বেগে সংঘর্ষ হলে শক্তি কম থাকায় ক্ষতিও কম হয়।

ঘর্ষণ তাপ ও শক্তির অপচয় ঘটায় বলে এটি একটি উপদ্রব, কিন্তু ঘর্ষণ না থাকলে হাঁটা, গাড়ি চালানো বা লেখার মতো প্রয়োজনীয় কাজ সম্ভব হতো না বলে এটি একই সাথে অপরিহার্য।

চাকা ব্যবহার করলে বড় গতি ঘর্ষণের পরিবর্তে অনেক ছোট আবর্ত ঘর্ষণ কাজ করে, যা বস্তু চলাচলকে সহজ করে তোলে।

কাদায় ঘর্ষণ কম থাকায় চাকা মাটিতে ঠিকমতো বল প্রয়োগ করতে পারে না ও পিছলে যায়, ফলে নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী পাল্টা বল না পেয়ে গাড়ি এগোতে পারে না।

গতিশক্তি বেগের বর্গের সমানুপাতিক, তাই বেশি বেগে দুর্ঘটনা ঘটলে অনেক বেশি শক্তি নির্গত হয় এবং ক্ষয়ক্ষতি বহুগুণ বেড়ে যায়, তাই বাঁকে গতি কমানো নিরাপত্তার জন্য জরুরি।

চাকা ব্যবহার করলে বড় গতি ঘর্ষণের বদলে অনেক ছোট আবর্ত ঘর্ষণ কাজ করে, ফলে কম বলে সহজে ঠেলে নেওয়া যায়; চাকাবিহীন বাক্সে সরাসরি গতি ঘর্ষণ কাজ করায় বেশি বল প্রয়োজন হয়।