জড়তা এবং বলের গুণগত ধারণা- নিউটনের প্রম সূত্র

 

জড়তা এবং বলের গুণগত ধারণা- নিউটনের প্রম সূত্র

প্রথম সূত্র: বাইরে থেকে কোন বস্তুর উপর বল প্রয়োগ না করলে, স্থির বস্তু চিরকাল স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু চিরকাল সমবেগে সরলরেখায় বা সরল পথে চলতে থাকে।

প্রথম সূত্র থেকে আমরা দুটি বিষয় জানতে পারি (i) পদার্থের জড়তা বা জাড্য এবং (ii) বলের সংজ্ঞা।

জড়তাঃ কোন পদার্থ যে অবস্থায় আছে সেই অবস্থায় থাকতে চাওয়ার যে প্রবণতা বা সেই অবস্থা অবস্থা বজায় রাখতে চাওয়ার যে ধর্ম তাকে জড়তা বলে।

পদার্থের জড়তাধর্ম দুই প্রকার – (i) স্থিতি জড়তা ও (ii) গতি জড়তা

স্থিতি জড়তা – স্থির বস্তুর চিরকাল স্থির থাকার প্রবণতাকে স্থিতিজড়তা বলে।

স্থিতি জড়তার উদাহরণঃ একটি গাড়ি হঠাৎ চলতে শুরু করলে সিটে বসা যাত্রী পিছন দিকে হেলে পড়ে। গাড়ি যখন স্থির ছিল তখন যাত্রীও স্থির ছিল। গাড়ি চলতে শুরু করার সঙ্গে সঙ্গে তার দেহের নিচের অংশ গাড়ির সংলগ্ন বলে গতিশীল হয়, উপরের অংশ তখনও স্থির অবস্থায় থাকতে চেষ্টা করে। ফলে যাত্রী পিছন দিকে হেলে পড়ে।

গতি জড়তা– গতিশীল বস্তুর সমগতিতে সরলরেখা বরাবর গতিশীল অবস্থা বজায় রাখার প্রবণতাকে গতি জড়তা বলে।

গতি জড়তার উদাহরণঃ চলন্ত গাড়ি হঠাৎ থামলে গাড়ির যাত্রী সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে বা হুমড়ি খেয়ে পড়ে যায়। গাড়ি যখন চলমান ছিল তখন যাত্রীর সমগ্র দেহই গতিশীল ছিল। গাড়িটি থামার সঙ্গে সঙ্গে যাত্রীর দেহের নিচের অংশ স্থির অবস্থায় আসে কিন্তু গতিজাড্যের জন্য দেহের উপরের অংশ এগিয়ে যেতে চায়। ফলে যাত্রী সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে বা হুমড়ি খেয়ে পড়ে যায়।

কোন বস্তুর জড়তা এর ভরের উপর নির্ভর করে। যে বস্তুর ভর যত বেশি তাঁর জড়তাও তত বেশি।যে বস্তুর জড়তা বেশি তাকে গতিশীল করা, বেগ হ্রাস বা বৃদ্ধিকরা কিংবা বেগের দিক পরিবর্তন করা তত কঠিন।

বলঃ নিউটনের প্রথম সূত্রানুসারে যা স্থির বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা গতিশীল করতে চায় বা গতিশীল বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তাঁর গতির পরিবর্তন ঘটাতে চায় তাকে বল বলে।

বলের মাত্রা: [F]= MLT−2

বলের একক নিউটন (N) বা

বল প্রকাশ করতে এর মান ও দিক উভয়েরই প্রয়োজন , তাই এটি একটি ভেক্টর রাশি।

বলের প্রকৃতি

স্পর্শ বলঃ যে বল সৃষ্টির জন্য দুটি বস্তুর প্রত্যক্ষ স্পর্শের প্রয়োজন তাকে স্পর্শ বল বলে। স্পর্শ বলের উদাহরণ হচ্ছে- ঘর্ষণ বল, টান বল, সংঘর্ষের সময় সৃষ্ট বল।

অস্পর্শ বলঃ দুটি বস্তুর প্রত্যক্ষ স্পর্শ ছাড়াই যে বল ক্রিয়া করে তাকে অস্পর্শ বল বলে। আকর্ষণমূলক মহাকর্ষ বল, দুটি আহিত বস্তুর মধ্যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল, দুটি চুম্বকের মেরুর মধ্যকার বল অস্পর্শ বলের উদাহরণ। 

ঘুরে ফিরে এ সব বলই চারটি মৌলিক বলের একক কিংবা যৌথ প্রকাশ। বলগুলি হল- 

ক) মহাকর্ষ বল

খ) তাড়িতচৌম্বক বল

গ) সবল নিউক্লীয় বল এবং

ঘ) দুর্বল নিউক্লীয় বল

মহাকর্ষ বলঃ মহাবিশ্বের যে কোন দুটি বস্তুর মধ্যকার পারস্পরিক আকর্ষণ বলকে মহাকর্ষ বল বলে। চারটি বলের মাঝে মহাকর্ষ বলই সবচেয়ে দুর্বল। গ্রহগুলো মহাকর্ষ বলের কারণে সূর্যকে কেন্দ্র করে ঘুরছে। মহাকর্ষের পাল্লা অসীম পর্যন্ত বিস্তৃত।

তাড়িতচৌম্বক বলঃ দুটি আহিত কণা তাদের আধানের কারণে একে অপরের উপর যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল প্রয়োগ করে, তাকে তাড়িতচৌম্বক বল বলে। এই বল আকর্ষণধর্মী এবং বিকর্ষণধর্মী উভয় প্রকারের হতে পারে। সবলতার বিচারে এই বল মাঝারি ধরণের। ঘর্ষণ বল, স্প্রিং বল ইত্যাদি আহিত কণার তড়িৎ বলের কারণে সৃষ্টি হয়।

দুর্বল নিউক্লিয় বলঃ যে স্বল্প পাল্লার ও স্বল্পমানের বল নিউক্লিয়াসের মধ্যে মৌলিক কণাগুলোর মধ্যে ক্রিয়া করে অনেক নিউক্লিয়াসে অস্থিতিশীলতার উদ্ভব ঘটায়, তাকে দুর্বল নিউক্লিয় বল বলে।অধিকাংশ তেজস্ক্রিয় বিক্রিয়াগুলো দুর্বল নিউক্লিয় বলের কারণে ঘটে। এই বলের পাল্লা এর চেয়ে কম।

সবল নিউক্লিয় বলঃ পরমাণুর নিউক্লিয়াসে নিউক্লীয়ন (নিউক্লিয় উপাদান)-গুলোকে একত্রে আবদ্ধ রাখে যে শক্তিশালী বল, তাকে সবল নিউক্লিয় বল বলে। এই বল প্রোটন ও নিউট্রনকে আবদ্ধ করে নিউক্লিয়াস তৈরি করে। এর পাল্লা যা নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধের সমান। এই বলটি সবচেয়ে শক্তিশালী

সাম্য ও অসাম্য বল

সাম্য বলঃ কোন বস্তুর উপর একাধিক বল ক্রিয়া করলে যদি লব্ধি শূন্য হয় অর্থাৎ যদি বস্তুর কোন ত্বরণ না হয়, তাহলে প্রযুক্ত বলগুলোকে সাম্য বল বলে। সাম্য বল প্রযুক্ত হলে কণাটি সাম্যাবস্থায় থাকে।

                                                                  

                   সাম্য বলের উদাহরন

v  সাম্য বলের ক্ষেত্রে একাধিক বলের লব্ধি শূন্য হয়।

v  সাম্য বলের ক্ষেত্রে বস্তুর কোনো ত্বরণ থাকে না।

 

অসাম্য বলঃ বল প্রয়োগের ফলে যদি কোন বস্তু সাম্যাবস্থায় না থাকে তবে ঐ বলগুলোকে অসাম্য বল বলে।

                         

                    অসাম্য বলের উদাহরন

v  অসাম্য বলের ক্ষেত্রে একাধিক বলের লব্ধি শূন্য হয় না।

v  অসাম্য বলের ক্ষেত্রে বস্তুর ত্বরণ থাকে। 

ভরবেগ

ভরবেগঃ গতিশীল বস্তুর ভর এবং বেগের সমন্বয়ে যে ভৌত রাশির উদ্ভব হয় তা হল ঐ বস্তুর ভরবেগ।

কোন বস্তুকণার ভরবেগকে প্রথাগতভাবে ইংরেজী বর্ণ p  দ্বারা প্রকাশ করা হয়ে থাকে।

m= বস্তুর ভর, v= বেগ

ভরবেগের মাত্রাঃ 

 এস্‌ আই পদ্ধতিতে ভরবেগের একক হলো

 

গতির উপর বলের প্রভাব

* প্রযুক্ত বল কোনো স্থির বস্তুকে গতিশীল করতে পারে।

* প্রযুক্ত বল কোনো গতিশীল বস্তুর বেগ বৃদ্ধি করতে পারে।

* বল প্রয়োগের ফলে কোনো গতিশীল বস্তুর বেগ হ্রাস পায়।

* প্রযুক্ত বল কোনো গতিশীল বস্তুর বেগের তথা দিকের পরিবর্তন করতে পারে।

* বস্তুর আকারের উপরও বলের প্রভাব বিদ্যমান।