প্রাচীন দার্শনিকরা আন্দোলনের সারমর্ম বোঝার চেষ্টা করেছিলেন, একজন ব্যক্তির উপর তারা এবং সূর্যের প্রভাব প্রকাশ করতে। এছাড়াও, লোকেরা সর্বদা সেই শক্তিগুলিকে চিহ্নিত করার চেষ্টা করেছে যা তার চলাচলের প্রক্রিয়াতে একটি বস্তুগত বিন্দুতে কাজ করে, সেইসাথে বিশ্রামের মুহুর্তে।
অ্যারিস্টটল বিশ্বাস করতেন যে নড়াচড়ার অনুপস্থিতিতে শরীর কোনো শক্তি দ্বারা প্রভাবিত হয় না। রেফারেন্সের কোন ফ্রেমগুলিকে জড়তা বলা হয় তা খুঁজে বের করার চেষ্টা করা যাক, আমরা সেগুলির উদাহরণ দেব।
বিশ্রামের অবস্থা
দৈনন্দিন জীবনে এমন অবস্থা শনাক্ত করা কঠিন। প্রায় সব ধরনের যান্ত্রিক আন্দোলনে বহিরাগত শক্তির উপস্থিতি অনুমান করা হয়। কারণ হল ঘর্ষণ শক্তি, যা অনেক বস্তুকে তাদের আসল অবস্থান ছেড়ে বিশ্রামের অবস্থা ছেড়ে যেতে দেয় না।
ইনর্শিয়াল রেফারেন্স সিস্টেমের উদাহরণ বিবেচনা করে, আমরা লক্ষ্য করি যে সেগুলি সবই নিউটনের ১ম সূত্রের সাথে মিলে যায়। এটি আবিষ্কারের পরেই বিশ্রামের অবস্থা ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়েছিল, শরীরের উপর এই অবস্থায় যে শক্তিগুলি কাজ করছে তা নির্দেশ করতে পারে৷
নিউটনের ১ম সূত্রের প্রণয়ন
আধুনিক ব্যাখ্যায়, তিনি সমন্বয় ব্যবস্থার অস্তিত্ব ব্যাখ্যা করেন, যার সাপেক্ষে একজন বস্তুগত বিন্দুতে কাজ করে এমন বাহ্যিক শক্তির অনুপস্থিতি বিবেচনা করতে পারে। নিউটনের দৃষ্টিকোণ থেকে, রেফারেন্স সিস্টেমগুলিকে জড়তা বলা হয়, যা আমাদের দীর্ঘ সময়ের জন্য শরীরের বেগ সংরক্ষণের বিষয়টি বিবেচনা করতে দেয়৷
সংজ্ঞা
রেফারেন্সের কোন ফ্রেমগুলি জড়? তাদের উদাহরণ স্কুল পদার্থবিদ্যা কোর্সে অধ্যয়ন করা হয়. ইনর্শিয়াল রেফারেন্স সিস্টেমগুলিকে সেগুলি হিসাবে বিবেচনা করা হয় যেগুলির সাথে বস্তুগত বিন্দু একটি ধ্রুবক গতিতে চলে। নিউটন স্পষ্ট করেছেন যে যেকোন দেহ একই অবস্থায় থাকতে পারে যতক্ষণ না সেখানে এমন শক্তি প্রয়োগ করার দরকার নেই যা এই জাতীয় অবস্থাকে পরিবর্তন করতে পারে।
বাস্তবে, জড়তার নিয়ম সব ক্ষেত্রে পরিপূর্ণ হয় না। রেফারেন্সের জড়তা এবং অ-জড়তা ফ্রেমের উদাহরণ বিশ্লেষণ করে, একটি চলন্ত গাড়িতে হ্যান্ড্রাইল ধরে থাকা একজন ব্যক্তিকে বিবেচনা করুন। যখন একটি গাড়ি তীক্ষ্ণভাবে ব্রেক করে, তখন একজন ব্যক্তি বাহ্যিক শক্তির অনুপস্থিতি সত্ত্বেও স্বয়ংক্রিয়ভাবে গাড়ির সাপেক্ষে চলে যায়৷
এটা দেখা যাচ্ছে যে রেফারেন্সের একটি জড় ফ্রেমের সমস্ত উদাহরণ 1 নিউটনের সূত্রের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নয়। জড়তার আইনটি স্পষ্ট করার জন্য, রেফারেন্স সিস্টেমের একটি পরিমার্জিত সংজ্ঞা চালু করা হয়েছিল যেখানে এটি অনবদ্যভাবে পূর্ণ হয়৷
রেফারেন্স সিস্টেমের প্রকার
কোন রেফারেন্স সিস্টেমকে ইনর্শিয়াল বলা হয়? এটা শীঘ্রই পরিষ্কার হয়ে যাবে। "ইনর্শিয়াল রেফারেন্স সিস্টেমের উদাহরণ দিন যেখানে 1টি নিউটনের সূত্র সন্তুষ্ট" -নবম শ্রেণীতে পরীক্ষা হিসাবে পদার্থবিদ্যা বেছে নেওয়া স্কুলছাত্রীদের জন্য একই ধরনের কাজ দেওয়া হয়। কাজটি মোকাবেলা করার জন্য, রেফারেন্সের জড়তা এবং অ-জড়তা ফ্রেম সম্পর্কে ধারণা থাকা প্রয়োজন।
জড়তা বিশ্রাম বা শরীরের অভিন্ন রেকটিলাইনার গতির সংরক্ষণ জড়িত যতক্ষণ পর্যন্ত শরীর বিচ্ছিন্ন থাকে। "বিচ্ছিন্ন" দেহগুলি হল যেগুলি সংযুক্ত নয়, যোগাযোগ করে না, একে অপরের থেকে সরানো হয়৷
আসুন একটি ইনর্শিয়াল ফ্রেমের রেফারেন্সের কিছু উদাহরণ বিবেচনা করা যাক। একটি চলন্ত বাসের পরিবর্তে গ্যালাক্সির একটি নক্ষত্রকে রেফারেন্সের ফ্রেম হিসাবে ধরে নিলে, রেল ধরে থাকা যাত্রীদের জন্য জড়তা আইনের প্রয়োগ ত্রুটিহীন হবে৷
ব্রেক করার সময়, এই যানটি অন্যান্য সংস্থার দ্বারা প্রভাবিত না হওয়া পর্যন্ত একটি সরল রেখায় সমানভাবে চলতে থাকবে৷
আপনি ইনর্শিয়াল ফ্রেমের রেফারেন্সের কোন উদাহরণ দিতে পারেন? বিশ্লেষিত শরীরের সাথে তাদের সংযোগ থাকা উচিত নয়, এর জড়তাকে প্রভাবিত করে।
এই ধরনের সিস্টেমের জন্যই নিউটনের ১ম সূত্র পূর্ণ হয়। বাস্তব জীবনে, রেফারেন্সের ইনর্শিয়াল ফ্রেমের তুলনায় শরীরের গতিবিধি বিবেচনা করা কঠিন। দূরের নক্ষত্র থেকে পার্থিব পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালানোর জন্য তা পাওয়া অসম্ভব।
পৃথিবীটি শর্তসাপেক্ষ রেফারেন্স সিস্টেম হিসাবে গৃহীত হয়, যদিও এটি এতে স্থাপন করা বস্তুর সাথে যুক্ত।
যদি আমরা পৃথিবীর পৃষ্ঠকে রেফারেন্স ফ্রেম হিসাবে বিবেচনা করি তাহলে জড়ীয় রেফারেন্স ফ্রেমে ত্বরণ গণনা করা সম্ভব। পদার্থবিজ্ঞানে, নিউটনের ১ম সূত্রের কোনো গাণিতিক রেকর্ড নেই, কিন্তু তিনিই এর ভিত্তিঅনেক ভৌত সংজ্ঞা এবং পদের উদ্ভব।
রেফারেন্সের ইনর্শিয়াল ফ্রেমের উদাহরণ
স্কুল ছাত্রদের মাঝে মাঝে শারীরিক ঘটনা বুঝতে অসুবিধা হয়। নবম-গ্রেডারের নিম্নলিখিত বিষয়বস্তুর কাজ দেওয়া হয়: “কোন ফ্রেম অব রেফারেন্সকে জড়তা বলা হয়? এই ধরনের সিস্টেমের উদাহরণ দিন। অনুমান করুন যে বল সহ কার্টটি প্রাথমিকভাবে একটি স্থির গতিতে সমতল পৃষ্ঠে চলে। তারপরে এটি বালি বরাবর চলে, ফলস্বরূপ, বলটি ত্বরিত গতিতে সেট করা হয়, যদিও এটিতে অন্য কোন শক্তি কাজ করে না (তাদের মোট প্রভাব শূন্য)।
যা ঘটছে তার সারমর্মটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে একটি বালুকাময় পৃষ্ঠে চলার সময়, সিস্টেমটি জড়তা বন্ধ করে দেয়, এর একটি ধ্রুবক গতি থাকে। রেফারেন্সের জড় এবং অ-জড়তা ফ্রেমের উদাহরণগুলি নির্দেশ করে যে তাদের স্থানান্তর একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে ঘটে৷
যখন শরীর ত্বরান্বিত হয়, তখন এর ত্বরণের একটি ইতিবাচক মান থাকে এবং ব্রেক করার সময় এই চিত্রটি নেতিবাচক হয়ে যায়।
আঁকা আন্দোলন
নক্ষত্র এবং সূর্যের সাথে আপেক্ষিক, পৃথিবীর চলন একটি বক্ররেখার গতিপথ বরাবর সঞ্চালিত হয়, যার আকার একটি উপবৃত্তাকার। রেফারেন্সের সেই ফ্রেমটি, যেখানে কেন্দ্রটি সূর্যের সাথে সারিবদ্ধ থাকে এবং অক্ষগুলি নির্দিষ্ট নক্ষত্রের দিকে পরিচালিত হয়, তাকে জড় বলে গণ্য করা হবে৷
মনে রাখবেন যে রেফারেন্সের যেকোন ফ্রেম যা একটি সরল রেখায় চলে যাবে এবং সূর্যকেন্দ্রিকের সাথে সমানভাবেসিস্টেম জড়। বক্ররেখা কিছু ত্বরণ সহ বাহিত হয়।
পৃথিবী তার অক্ষের চারপাশে ঘোরে এই সত্যের প্রেক্ষিতে, রেফারেন্সের ফ্রেম, যা তার পৃষ্ঠের সাথে সম্পর্কিত, কিছু ত্বরণ সহ সূর্যকেন্দ্রিক গতির সাথে সম্পর্কিত। এইরকম পরিস্থিতিতে, আমরা উপসংহারে আসতে পারি যে রেফারেন্সের ফ্রেম, যা পৃথিবীর পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত, সূর্যকেন্দ্রিকের তুলনায় ত্বরণের সাথে চলে, তাই এটিকে জড়তা হিসাবে বিবেচনা করা যায় না। কিন্তু এই ধরনের সিস্টেমের ত্বরণের মান এতই কম যে অনেক ক্ষেত্রে এটি যান্ত্রিক ঘটনার সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে যা এর সাথে সম্পর্কিত বলে বিবেচিত হয়৷
একটি প্রযুক্তিগত প্রকৃতির ব্যবহারিক সমস্যা সমাধানের জন্য, পৃথিবীর পৃষ্ঠের সাথে দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত রেফারেন্সের ফ্রেমটিকে জড় হিসাবে বিবেচনা করা প্রথাগত৷
গ্যালিলিয়ান আপেক্ষিকতা
রেফারেন্সের সমস্ত জড়ীয় ফ্রেমের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা আপেক্ষিকতার নীতি দ্বারা বর্ণিত হয়েছে। এর সারমর্ম এই সত্যে নিহিত যে একই প্রাথমিক অবস্থার অধীনে যেকোন যান্ত্রিক ঘটনা একইভাবে পরিচালিত হয়, রেফারেন্সের নির্বাচিত ফ্রেম নির্বিশেষে।
আপেক্ষিকতার নীতি অনুসারে ISO-এর সমতা নিম্নলিখিত বিধানগুলিতে প্রকাশ করা হয়েছে:
- এই ধরনের সিস্টেমে, মেকানিক্সের নিয়ম একই, তাই তাদের দ্বারা বর্ণিত যেকোনো সমীকরণ, স্থানাঙ্ক এবং সময়ের পরিপ্রেক্ষিতে প্রকাশ করা হয়, অপরিবর্তিত থাকে।
- চলমান যান্ত্রিক পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফলগুলি রেফারেন্সের ফ্রেমটি বিশ্রামে থাকবে কিনা বা এটি তৈরি করবে কিনা তা নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলেরেক্টিলীয় অভিন্ন গতি। যেকোনো সিস্টেম শর্তসাপেক্ষে স্থির হিসাবে স্বীকৃত হতে পারে যদি একই সময়ে অন্যটি একটি নির্দিষ্ট গতিতে এটির সাপেক্ষে চলে।
- এক সিস্টেম থেকে অন্য সিস্টেমে স্থানান্তরের ক্ষেত্রে সমন্বয় রূপান্তরের ক্ষেত্রে মেকানিক্সের সমীকরণ অপরিবর্তিত থাকে। আপনি বিভিন্ন সিস্টেমে একই ঘটনা বর্ণনা করতে পারেন, কিন্তু তাদের শারীরিক প্রকৃতি পরিবর্তন হবে না।
সমস্যা সমাধান
প্রথম উদাহরণ।
রেফারেন্সের জড়তা ফ্রেম কিনা তা নির্ধারণ করুন: ক) পৃথিবীর একটি কৃত্রিম উপগ্রহ; খ) শিশুদের আকর্ষণ।
উত্তর। প্রথম ক্ষেত্রে, একটি জড়ীয় রেফারেন্স সিস্টেমের কোন প্রশ্নই আসে না, যেহেতু উপগ্রহটি মহাকর্ষ বলের প্রভাবে কক্ষপথে চলে, তাই কিছু ত্বরণের সাথে আন্দোলন ঘটে।
আকর্ষণটিকেও একটি জড় ব্যবস্থা হিসাবে বিবেচনা করা যায় না, কারণ এটির ঘূর্ণন গতি কিছু ত্বরণের সাথে ঘটে।
দ্বিতীয় উদাহরণ।
রিপোর্টিং সিস্টেমটি লিফটের সাথে দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত। কোন পরিস্থিতিতে একে জড়তা বলা যায়? যদি লিফট: ক) নিচে পড়ে; খ) সমানভাবে উপরে চলে যায়; গ) দ্রুত বৃদ্ধি পায় ঘ) সমানভাবে নিচের দিকে নির্দেশিত।
উত্তর। ক) মুক্ত পতনে, ত্বরণ প্রদর্শিত হয়, তাই লিফটের সাথে যুক্ত রেফারেন্স ফ্রেমটি জড়তাপূর্ণ হবে না।
b) লিফটের অভিন্ন নড়াচড়ার সাথে, সিস্টেমটি জড়তাপূর্ণ।
c) কিছু ত্বরণের সাথে চললে, রেফারেন্সের ফ্রেমটিকে জড়তা হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
d) লিফ্টটি ধীরে ধীরে চলে, একটি নেতিবাচক ত্বরণ রয়েছে, তাই আপনি করতে পারবেন নাফ্রেম অফ রেফারেন্স ইনর্শিয়াল কল করুন।
উপসংহার
তার অস্তিত্বের পুরো সময় ধরে, মানবজাতি প্রকৃতিতে ঘটে যাওয়া ঘটনাগুলি বোঝার চেষ্টা করে আসছে। গতির আপেক্ষিকতা ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করেছিলেন গ্যালিলিও গ্যালিলি। আইজ্যাক নিউটন জড়তার সূত্র বের করতে সফল হন, যা মেকানিক্সে গণনার প্রধান সূত্র হিসেবে ব্যবহার করা শুরু হয়।
বর্তমানে, বডি পজিশন ডিটেকশন সিস্টেমের মধ্যে রয়েছে বডি, সময় নির্ণয় করার যন্ত্র, সেইসাথে সমন্বয় সিস্টেম। শরীর চলমান বা স্থির কিনা তার উপর নির্ভর করে কাঙ্ক্ষিত সময়ের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট বস্তুর অবস্থান চিহ্নিত করা সম্ভব।
