পদার্থবিজ্ঞানে মহাকাশে বিভিন্ন দেহের গতিবিধি একটি বিশেষ বিভাগ দ্বারা অধ্যয়ন করা হয় - যান্ত্রিকতা। পরেরটি, ঘুরে, গতিবিদ্যা এবং গতিবিদ্যায় বিভক্ত। এই নিবন্ধে, আমরা পদার্থবিদ্যার মেকানিক্সের নিয়মগুলি বিবেচনা করব, দেহের অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণনগত গতিশীলতার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে৷
ঐতিহাসিক পটভূমি
দেহ কীভাবে এবং কেন স্থানান্তরিত হয় তা দার্শনিক এবং বিজ্ঞানীদের কাছে প্রাচীন কাল থেকেই আগ্রহের বিষয়। সুতরাং অ্যারিস্টটল বিশ্বাস করতেন যে বস্তুগুলি কেবলমাত্র মহাকাশে চলাচল করে কারণ তাদের উপর কিছু বাহ্যিক প্রভাব রয়েছে। এই প্রভাব বন্ধ হলে, শরীর অবিলম্বে বন্ধ হবে। অনেক প্রাচীন গ্রীক দার্শনিক বিশ্বাস করতেন যে সমস্ত দেহের স্বাভাবিক অবস্থা বিশ্রাম।
নতুন যুগের আবির্ভাবের সাথে, অনেক বিজ্ঞানী মেকানিক্সে গতির নিয়মগুলি অধ্যয়ন করতে শুরু করেছিলেন। এটি Huygens, Hooke এবং গ্যালিলিও যেমন নাম উল্লেখ করা উচিত. পরেরটি প্রাকৃতিক ঘটনা অধ্যয়নের জন্য একটি বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিভঙ্গি তৈরি করেছিল এবং প্রকৃতপক্ষে, যান্ত্রিকতার প্রথম সূত্র আবিষ্কার করেছিল, যা অবশ্য তার শেষ নাম বহন করে না।
1687 সালে, একটি বৈজ্ঞানিক প্রকাশনা প্রকাশিত হয়েছিল, যার লেখকইংরেজ আইজ্যাক নিউটন। তার বৈজ্ঞানিক কাজে, তিনি স্পষ্টভাবে মহাকাশে দেহের গতির মৌলিক নিয়ম প্রণয়ন করেছিলেন, যা সর্বজনীন মাধ্যাকর্ষণ আইনের সাথে শুধুমাত্র বলবিদ্যার নয়, সমস্ত আধুনিক ধ্রুপদী পদার্থবিদ্যার ভিত্তি তৈরি করেছিল৷
নিউটনের সূত্র সম্পর্কে
এগুলিকে ধ্রুপদী মেকানিক্সের সূত্রও বলা হয়, আপেক্ষিকতার বিপরীতে, যার সূত্রগুলি আলবার্ট আইনস্টাইন 20 শতকের প্রথম দিকে সেট করেছিলেন। প্রথমটিতে, কেবলমাত্র তিনটি প্রধান আইন রয়েছে যার ভিত্তিতে পদার্থবিজ্ঞানের সমগ্র শাখাটি প্রতিষ্ঠিত। তাদের এইভাবে বলা হয়:
- জড়তার নিয়ম।
- বল এবং ত্বরণের মধ্যে সম্পর্কের সূত্র।
- কর্ম ও প্রতিক্রিয়ার নিয়ম।
এই তিনটি আইন প্রধান কেন? এটা সহজ, যান্ত্রিকতার যেকোন সূত্র তাদের থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে, যাইহোক, কোন তাত্ত্বিক নীতি তাদের কোনটির দিকে নিয়ে যায় না। এই আইনগুলি একচেটিয়াভাবে অসংখ্য পর্যবেক্ষণ এবং পরীক্ষা থেকে অনুসরণ করে। অনুশীলনে বিভিন্ন সমস্যা সমাধানে তাদের সাহায্যে প্রাপ্ত ভবিষ্যদ্বাণীগুলির নির্ভরযোগ্যতা দ্বারা তাদের বৈধতা নিশ্চিত করা হয়৷
জড়তা আইন
মেকানিক্সে নিউটনের প্রথম সূত্র বলে যে কোনও শরীর তার উপর বাহ্যিক প্রভাবের অনুপস্থিতিতে বিশ্রামের অবস্থা বা রেক্টিলাইনার গতি বজায় রাখবে যেকোন জড়ীয় রেফারেন্সের ফ্রেমে।
এই আইনটি বোঝার জন্য, একজনকে অবশ্যই রিপোর্টিং সিস্টেমটি বুঝতে হবে। বিবৃত আইনকে সন্তুষ্ট করলেই একে জড়তা বলা হয়। অন্য কথায়, ইনর্শিয়াল সিস্টেমে নেইপর্যবেক্ষকদের দ্বারা অনুভূত হবে যে কল্পিত শক্তি আছে. উদাহরণস্বরূপ, একটি সিস্টেম সমানভাবে এবং একটি সরল রেখায় চলন্ত জড় হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। অন্যদিকে, একটি সিস্টেম যেটি একটি অক্ষের চারপাশে সমানভাবে ঘোরে সেটিতে কাল্পনিক কেন্দ্রাতিগ বলের উপস্থিতির কারণে অ-জড়তা।
জড়তার নিয়মটি আন্দোলনের প্রকৃতির পরিবর্তনের কারণ স্থাপন করে। এই কারণ একটি বহিরাগত শক্তি উপস্থিতি. মনে রাখবেন যে বেশ কয়েকটি শক্তি শরীরের উপর কাজ করতে পারে। এই ক্ষেত্রে, তাদের অবশ্যই ভেক্টরের নিয়ম অনুসারে যোগ করতে হবে, যদি ফলস্বরূপ বল শূন্যের সমান হয়, তবে শরীরটি তার অভিন্ন গতি অব্যাহত রাখবে। এটা বোঝাও গুরুত্বপূর্ণ যে ধ্রুপদী মেকানিক্সে একটি শরীরের অভিন্ন গতি এবং তার বিশ্রামের অবস্থার মধ্যে কোন পার্থক্য নেই।
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র
তিনি বলেছেন যে মহাকাশে দেহের গতিবিধি পরিবর্তনের কারণ এটিতে প্রয়োগ করা একটি বাহ্যিক অ-শূন্য শক্তির উপস্থিতি। আসলে এই আইনটি আগেরটিরই ধারাবাহিকতা। এর গাণিতিক স্বরলিপি নিম্নরূপ:
F¯=ma¯।
এখানে, a¯ হল ত্বরণ যা বেগ ভেক্টরের পরিবর্তনের হার বর্ণনা করে, m হল শরীরের জড় ভর। যেহেতু m সর্বদা শূন্যের চেয়ে বড়, তাই বল এবং ত্বরণ ভেক্টর একই দিকে নির্দেশ করে।
বিবেচিত আইনটি মেকানিক্সের বিপুল সংখ্যক ঘটনার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, উদাহরণস্বরূপ, মুক্ত পতনের প্রক্রিয়ার বর্ণনা, একটি গাড়ির ত্বরণের সাথে চলাচল, একটি ঝোঁক সমতল বরাবর একটি দণ্ডের স্লাইডিং, দোলন একটি পেন্ডুলামের,বসন্ত দাঁড়িপাল্লার টান এবং তাই। এটা বলা নিরাপদ যে এটি গতিবিদ্যার প্রধান নিয়ম।
বেগ এবং গতি
আপনি যদি সরাসরি নিউটনের বৈজ্ঞানিক কাজের দিকে ফিরে যান, আপনি দেখতে পাবেন যে বিজ্ঞানী নিজেই মেকানিক্সের দ্বিতীয় সূত্রটি কিছুটা ভিন্নভাবে প্রণয়ন করেছেন:
Fdt=dp, যেখানে p=mv.
p মানকে বলা হয় ভরবেগ। অনেকে ভুল করে একে শরীরের আবেগ বলে থাকেন। গতির পরিমাণ হল একটি জড়-শক্তি বৈশিষ্ট্য যা শরীরের ভর এবং এর গতির গুণফলের সমান।
কিছু মান দিয়ে ভরবেগ পরিবর্তন করুন dp শুধুমাত্র একটি বাহ্যিক শক্তি F দ্বারা করা যেতে পারে যা সময় ব্যবধানে শরীরে কাজ করে। একটি শক্তির গুণফল এবং তার কর্মের সময়কালকে বলের আবেগ বা কেবল আবেগ বলা হয়।
যখন দুটি দেহের সংঘর্ষ হয়, তখন একটি সংঘর্ষ বল তাদের মধ্যে কাজ করে, যা প্রতিটি শরীরের গতি পরিবর্তন করে, তবে, যেহেতু এই শক্তিটি অধ্যয়নাধীন দুটি দেহের সিস্টেমের ক্ষেত্রে অভ্যন্তরীণ, তাই এটি পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে না সিস্টেমের মোট ভরবেগ মধ্যে. এই সত্যটিকে গতির সংরক্ষণের নিয়ম বলা হয়।
ত্বরণ সহ স্পিন
যদি নিউটন দ্বারা প্রণীত বলবিদ্যার সূত্র ঘূর্ণনের গতিতে প্রয়োগ করা হয়, তাহলে নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিটি পাওয়া যাবে:
M=Iα.
এখানে M - কৌণিক ভরবেগ - এটি এমন একটি মান যা সিস্টেমে বাঁক নেওয়ার শক্তির ক্ষমতা দেখায়। বলের মুহূর্তটি ভেক্টর বল এবং অক্ষ থেকে নির্দেশিত ব্যাসার্ধ ভেক্টরের গুণফল হিসাবে গণনা করা হয়আবেদন বিন্দু। পরিমাণ আমি জড়তার মুহূর্ত। শক্তির মুহুর্তের মতো, এটি আবর্তিত সিস্টেমের পরামিতিগুলির উপর নির্ভর করে, বিশেষত, অক্ষের সাপেক্ষে শরীরের ভরের জ্যামিতিক বিতরণের উপর। অবশেষে, মান α হল কৌণিক ত্বরণ, যা আপনাকে প্রতি সেকেন্ডে কত রেডিয়ান কৌণিক বেগ পরিবর্তিত হয় তা নির্ধারণ করতে দেয়।
আপনি যদি লিখিত সমীকরণটি মনোযোগ সহকারে দেখেন এবং দ্বিতীয় নিউটনিয়ান সূত্র থেকে এর মান এবং সূচকগুলির মধ্যে একটি সাদৃশ্য আঁকেন, তাহলে আমরা তাদের সম্পূর্ণ পরিচয় পাব।
কর্ম ও প্রতিক্রিয়ার নিয়ম
মেকানিক্সের তৃতীয় সূত্রটি বিবেচনা করা আমাদের জন্য রয়ে গেছে। যদি প্রথম দুটি, একটি উপায় বা অন্য, নিউটনের পূর্বসূরীদের দ্বারা প্রণয়ন করা হয়, এবং বিজ্ঞানী নিজেই তাদের শুধুমাত্র একটি সুরেলা গাণিতিক রূপ দেন, তবে তৃতীয় আইনটি মহান ইংরেজের মূল মস্তিষ্কের উদ্ভাবন। সুতরাং, এটি বলে: যদি দুটি দেহ শক্তির সংস্পর্শে আসে, তবে তাদের মধ্যে ক্রিয়াশীল শক্তিগুলি মাত্রায় সমান এবং দিক বিপরীত। আরও সংক্ষেপে, আমরা বলতে পারি যে কোনো ক্রিয়া প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে।
F12¯=-F21¯।
এখানে F12¯ এবং F21¯ - ১ম বডির পাশ থেকে ২য় এবং ২য় পাশ থেকে অভিনয় করে যথাক্রমে ১ম শক্তিতে।
অনেক উদাহরণ রয়েছে যা এই আইনটিকে নিশ্চিত করে৷ উদাহরণস্বরূপ, লাফ দেওয়ার সময়, একজন ব্যক্তিকে পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে দূরে সরিয়ে দেওয়া হয়, পরবর্তীটি তাকে ধাক্কা দেয়। একজন ওয়াকারকে হাঁটা এবং সাঁতারুদের পুলের প্রাচীর থেকে ধাক্কা দেওয়ার ক্ষেত্রেও একই কথা। আরেকটি উদাহরণ, যদি আপনি টেবিলের উপর আপনার হাত টিপুন, তাহলে বিপরীতটি অনুভূত হয়।হাতের উপর টেবিলের প্রভাব, যাকে সমর্থনের প্রতিক্রিয়া বল বলা হয়।
নিউটনের তৃতীয় সূত্রের প্রয়োগে সমস্যার সমাধান করার সময়, একজনকে ভুলে যাওয়া উচিত নয় যে কর্মশক্তি এবং প্রতিক্রিয়া বল বিভিন্ন দেহে প্রয়োগ করা হয়, তাই তারা তাদের বিভিন্ন ত্বরণ দেয়।
