বল বা Force কাকে বলে?
নিউটনের প্রথম সূত্রে প্রথমবার “বল” শব্দটা ব্যবহার করা হয়েছে কিন্তু মজার ব্যাপার হচ্ছে বল বলতে আমরা কী বোঝাই, সেটা এখনো বলা হয়নি। এটা যদি পদার্থবিজ্ঞানের বই না হয়ে অন্য কোনো বই হতো তাহলে “বল প্রয়োগ”-এর জায়গায় “শক্তি প্রয়োগ” কথাটা ব্যবহার করলেও বাক্যটায় অর্থের কোনো উনিশ-বিশ হতো না। কিন্তু যেহেতু এটা পদার্থবিজ্ঞানের বই, তাই আমরা এখানে শক্তি কথাটা ব্যবহার করতে পারব না। পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় শক্তি সম্পূর্ণ ভিন্ন একটা রাশি! এখানে আমাদের বল কথাটাই ব্যবহার করতে হবে! কিন্তু বল মানে কী? আমরা তো এখন পর্যন্ত বলের কোনো সংজ্ঞা দিইনি।
আসলে নিউটনের প্রথম সূত্রটাই বলের সংজ্ঞা হতে পারে!
যার প্রয়োগের কারণে স্থির বস্তু চলতে শুরু করে আর সমবেগে চলতে থাকা বস্তুর বেগের পরিবর্তন হয় সেটাই হচ্ছে বল। নিউটনের প্রথম সূত্র থেকে বলটা কী, সেটা বুঝতে পারি কিন্তু পরিমাপ করতে পারি না। দ্বিতীয় সূত্র থেকে আমরা বল পরিমাপ করা শিখব।
তোমরা যখন তোমাদের দৈনন্দিন জীবনে নানা কাজে বল ব্যবহার করো তখন তোমাদের মনে হতে পারে কোনো কোনো বলকে প্রয়োগ করতে হলে স্পর্শ করতে হয় (ক্রেন দিয়ে ভারী জিনিস তোলা, কোনো কিছুকে ধাক্কা দেওয়া, কিংবা চলতে চলতে ঘর্ষণের জন্য চলন্ত বস্তুর থেমে যাওয়া) আবার তোমরা লক্ষ করেছ কোনো কোনো বলের প্রয়োগের জন্য স্পর্শ করতে হয় না। কোনো কিছু ছেড়ে দিলে মাধ্যাকর্ষণ বলের জন্য নিচে পড়া, চুম্বকের আকর্ষণ!) কাজেই আমরা বলকে স্পর্শ এবং অস্পর্শ দুই ধরনের বলে ভাগ করতে পারি। কিন্তু তোমরা নিশ্চয়ই বুঝতে পারছ আমরা যেখানে স্পর্শ করছি বলে ধারণা করছি, সেখানে কিন্তু পরস্পরের অণু-পরমাণু, তাদের ঘিরে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্র ইলেকট্রন সরাসরি স্পর্শ দিয়ে নয় তাদের তড়িৎ চৌম্বক বলকে দিয়ে একে অন্যের সাথে কাজ করছে। অন্য কথায় বলা যায় আমরা যদি পারমাণবিক পর্যায়ে চলে যাই তাহলে সব বলই অস্পর্শক, এক পরমাণু অন্য পরমাণুকে আকর্ষণ-বিকর্ষণ করে দূর থেকে, তাদেরকে আক্ষরিক অর্থে স্পর্শ করতে হয় না।
বল সম্পর্কে যা জানা প্রয়োজন।
➤ বল এবং জড়তার গুণগত ধারণা – নিউটনের প্রথম সূত্র ।
➤ বলের প্রকৃতি ।
➤ সাম্য ও অসাম্য বল ।
➤ ভরবেগ ।
➤ গতির উপর ঘর্ষণের প্রভাব ।
➤ ঘর্ষণের হ্রাস বৃদ্ধি ।
➤ ঘর্ষণ একটি প্রয়োজনীয় উপদ্রব ।
➤ গতির উপর বলের প্রভাব ।
➤ ত্বরণ ও বলের সম্পর্ক -সম্পর্ক -নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ।
➤ নিরাপদ ভ্রমণ: বল ও গতি।
➤ ঘর্ষণ ও ঘর্ষণ বল ।
➤ প্রতিক্রিয়া বল ও ক্রিয়া – নিউটনের তৃতীয় সূত্র ।
আলোচনাঃ
➤ বলের ঘাত = ভরবেগের পরিবর্তন ।
➤ ভর হচ্ছে জড়তার পরিমাপ ।
➤ ত্বরণের কারণ হচ্ছে বল ।
গুরূত্বপূর্ণ প্রশ্ন ও উত্তর
➤ জড়তা কাকে বলে?
জড়তাঃ বস্তুর নিজস্ব অবস্থা বজায় রাখতে চাওয়ার যে প্রবণতা বা ধর্ম তাই জড়তা ।
➤ স্পর্শ বল কি?
স্পর্শ বলঃ যে বল সৃষ্টির জন্য দুইটি বস্তুর প্রত্যক্ষ সংস্পর্শের প্রয়োজন তাকে স্পর্শ বল বলে ।
➤ অস্পর্শ বল কি?
অস্পর্শ বলঃ দুইটি বস্তুর প্রত্যক্ষ সংস্পর্শ ছাড়াই যে বল ক্রিয়া করে তাকে স্পর্শ বল বলে ।
➤ বল কাকে বলে?
বলঃ যা স্থির বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চেষ্টা করে অথবা গতিশীল বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চেষ্টা করে তাকে বল বলে ।
➤ সাম্য বল কি?
সাম্য বলঃ কোন বস্তুর উপর একাধিক বল ক্রিয়া করলে যদি বলের লব্ধি শূন্য হয় অর্থাৎ বস্তুর কোন ত্বরণ না হয় , তবে সেই বলকে সাম্য বল বলে ।
➤ অসাম্য বল কি?
অসাম্য বলঃ কোন বস্তুর উপর একাধিক বল ক্রিয়া করলে যদি বলের লব্ধি শূন্য না হয় অর্থাৎ বস্তুর ত্বরণ হয় , তবে সেই বলকে অসাম্য বল বলে ।
নিউটনের গতির সূত্রসমুহ
➤ নিউটনের গতির ১ম সুত্রঃ
বাহ্যিক কোন বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু সুষম দ্রুতিতে সরল পথে চলতে থাকবে ।
➤ নিউটনের গতির ২য় সুত্রঃ
ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক । বল যেদিকে ক্রিয়া করে ভরবেগের পরিবর্তন অ সেদিকে ঘটে ।
➤ নিউটনের গতির ৩য় সুত্রঃ
প্রত্যেক ক্রিয়ারই সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আসে ।
➤ স্থিতি ঘর্ষণ কি?
স্থিতি ঘর্ষণঃ দুইটি তলের একটি অপরটির সাপেক্ষে গতিশীল না হলে তাদের মধ্যে যে ঘর্ষণ ক্রিয়াশীল থাকে তাই স্থিতি ঘর্ষণ ।
➤ ভরবেগ কি?
ভরবেগঃ ভর এবং বেগের গুণফলকে ভরবেগ বলে ।
➤ বলের ঘাত কি?
বলের ঘাতঃ প্রযুক্ত বল এবং বলের ক্রিয়া কালের গুণফলকে বলের ঘাত বলে ।
➤ পিছলানো ঘর্ষণ কি?
পিছলানো ঘর্ষণঃ যখন একটি বস্তু আর একটি বস্তুর উপর দিয়ে পিছলিয়ে বা ঘেঁষে চলতে চেষ্টা করে তখন তাদের মধ্যে যে ঘর্ষণ ক্রিয়া করে তাকে পিছলানো ঘর্ষণ বলে ।
➤ আবর্ত ঘর্ষণঃ
আবর্ত ঘর্ষণঃ যখন একটি বস্তু আর একটি বস্তুর উপর দিয়ে গড়িয়ে চলে তখন তাদের গতির বিরুদ্ধে যে ঘর্ষণ ক্রিয়া করে তাকে আবর্ত ঘর্ষণ বলে ।
➤ প্রবাহী ঘর্ষণ কি?
প্রবাহী ঘর্ষণঃ যখন কোন বস্তু যে কোন প্রবাহী পদার্থের (তরল বা বায়বীয়) মধ্য দিয়ে গতিশীল হয় তখন তার উপর যে ঘর্ষণ ক্রিয়া করে তাকে প্রবাহী ঘর্ষণ বলে ।
আরো কিছু গুরূত্বপূর্ণ প্রশ্ন ও উত্তর
➤ ভরবেগের সংরক্ষণশীলতা বলতে কি বুঝ ?
উত্তরঃ ভরবেগের সংরক্ষণশীলতা বলতে বুঝায় , একাধিক বস্তুর মধ্যে শুধু ক্রিয়া প্রতিক্রিয়া বলকে ছাড়া অন্য কোন বলকে ক্রিয়া না করলে কোন নির্দিষ্ট তাদের মোট ভরবেগের কোন পরিবর্তন হয় না । অর্থাৎ ভরবেগের সমষ্টি একই থাকে ।
➤ হাটা চলার ক্ষেত্রে ক্রিয়া প্রতিক্রীয়ার ব্যাখা দাও ।
উত্তরঃ প্রত্যেক ক্রিয়ারই সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আসে । হাটা চলার ক্ষেত্রেও এর ব্যাতিক্রম নয় । হাটা চলার সময় আমরা পা দ্বারা মাটিতে যে বলকে প্রয়োগ করি প্রতিক্রিয়া বলকে অনুসারে মাটিও বিপরীত প্রতিক্রিয়া বল প্রদান করে বলে আমরা সহজেই মাটির উপর দিয়ে হাটতে পারি ।
➤ ঘর্ষনের প্রকারভেদ ব্যাখা কর ।
উত্তরঃ ঘর্ষণ চার প্রকার ।
যথাঃ
- স্থিতি ঘর্ষণ ।
- পিছলানো ঘর্ষণ ।
- আবর্ত ঘর্ষণ ।
- প্রবাহী ঘর্ষণ ।
➤ ঘর্ষণ একটি প্রয়োজনীয় উপদ্রব । ব্যাখ্যা কর ।
উত্তরঃ যদি ঘর্ষণ না থাকত তাহলে কোন গতিই শেষ হত না, বিরামহীনভাবে চলতে থাকত । অর্থাৎ ঘর্ষণের জন্যই এত জ্বালানি ও শক্তির প্রয়োজন হচ্ছে । আবার ঘর্ষণ না থাকলে কোন প্রক্রিয়াই আমরা থামাতে পারতাম না । যা একটি জটিলতর পরিস্থিতি । তাই ঘর্ষণের অপকারিতা থাকলেও প্রয়োজন আছে ।
➤ থেমে থাকা বাস হঠাৎ চলতে শুরু করলে বাস যাত্রী পিছনের দিকে হেলে পড়েন কেন ?
উত্তরঃ বাস থেমে থাকলে বাস যাত্রীর শরীরের পুরো অংশটিই থেমে থাকে । কিন্তু যখন বাস চলতে শুরু করে তখন যাত্রীর সিট সংলগ্ন অংশ গতিশীল হলেও শরীরের উপরের অংশ স্থিতি জড়তার কারণে গতিশীল হয় না ফলে স্থিতি জড়তার কারণেই যাত্রী পিছনের দিকে হেলে পড়েন ।
➤ চলমান বাস হঠাৎ ব্রেক কষলে বাসযাত্রীরা সামনের দিকে হেলে পড়েন কেন ?
উত্তরঃ বাস যখন গতিশীল থাকে তখন বাস এর সাথে সাথে যাত্রীর শরীরও গতিশীল থাকে । কিন্তু বাস যখন হঠাৎ ব্রেক কষা হলে বাস এর সাথে যাত্রীর শরীরের সিট সংলগ্ন অংশও স্থিতিতে আসতে থাকে । কিন্তু গতি জড়তার কারণে শরীরের উপরের অংশ গতিশীলই থাকে । ফলে বাস যাত্রী সামনের দিকে হেলে পড়েন ।
প্রয়োজনীয় সূত্রঃ
➤ নিউটনের ১ম সূত্র , v = u
➤ নিউটনের ২য় সূত্র , F = ma
➤ নিউটনের ৩য় সূত্র , F1= -F2
বলের ঘাত , J=
➤ ভরবেগের পরিবর্তন , mv-mu=F×t
➤ বন্দুকের জন্য , MV+mv=0
➤ সংঘর্ষের জন্য , m1u1+m2u2=m1v1+ m2v2
➤ সংঘর্ষের পর দুইটি বস্তু একটি বস্তুতে পরিণত হলে , , m1u1+m2u2=(m1+m2)v
➤ একটি বস্তু সংঘর্ষের পর দুইটি বস্তুতে পরিণত হলে , (m1+m2)u= m1v1+ m2v2
