পদার্থবিজ্ঞান যখন অ-জড়তা ফ্রেমের রেফারেন্সে দেহের গতির প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করে, তখন একজনকে তথাকথিত কোরিওলিস ত্বরণকে বিবেচনা করতে হবে। নিবন্ধে আমরা এটির একটি সংজ্ঞা দেব, দেখাব কেন এটি ঘটে এবং কোথায় এটি পৃথিবীতে নিজেকে প্রকাশ করে৷
কোরিওলিস ত্বরণ কি?
এই প্রশ্নের সংক্ষিপ্ত উত্তর দেওয়ার জন্য, আমরা বলতে পারি যে এটি কোরিওলিস বলের ক্রিয়াকলাপের ফলে ঘটে যাওয়া ত্বরণ। পরেরটি নিজেকে প্রকাশ করে যখন শরীর একটি অ-জড়তা ঘূর্ণায়মান রেফারেন্সের ফ্রেমে চলে।
স্মরণ করুন যে অ-জড়তা সিস্টেমগুলি ত্বরণের সাথে চলে বা মহাকাশে ঘোরে। বেশিরভাগ শারীরিক সমস্যায়, আমাদের গ্রহটিকে রেফারেন্সের একটি জড় ফ্রেম বলে ধরে নেওয়া হয়, কারণ এর ঘূর্ণনের কৌণিক বেগ খুব কম। যাইহোক, এই বিষয়টি বিবেচনা করার সময়, পৃথিবী অ-জড় বলে ধরে নেওয়া হয়।
অ-জড়তা ব্যবস্থায় কাল্পনিক শক্তি রয়েছে। একটি অ-জড়তা ব্যবস্থায় একজন পর্যবেক্ষকের দৃষ্টিকোণ থেকে, এই শক্তিগুলি কোনও কারণ ছাড়াই উদ্ভূত হয়। যেমন, কেন্দ্রাতিগ বলনকল. এর চেহারা শরীরের উপর প্রভাব দ্বারা সৃষ্ট হয় না, কিন্তু এর মধ্যে জড়তা সম্পত্তি উপস্থিতি দ্বারা। কোরিওলিস শক্তির ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য। এটি একটি কাল্পনিক শক্তি যা একটি ঘূর্ণায়মান রেফারেন্স ফ্রেমে শরীরের জড়তা বৈশিষ্ট্য দ্বারা সৃষ্ট হয়। এর নামটি ফরাসী গ্যাসপার্ড কোরিওলিসের নামের সাথে যুক্ত, যিনি প্রথম এটি গণনা করেছিলেন।
কোরিওলিস বল এবং মহাকাশে চলাচলের দিকনির্দেশ
কোরিওলিস ত্বরণের সংজ্ঞার সাথে পরিচিত হওয়ার পরে, আসুন এখন একটি নির্দিষ্ট প্রশ্ন বিবেচনা করি - এটি ঘূর্ণায়মান সিস্টেমের সাথে সাপেক্ষে মহাকাশে একটি দেহের গতিবিধি কোন দিকে ঘটে।
আসুন কল্পনা করা যাক একটি ডিস্ক একটি অনুভূমিক সমতলে ঘুরছে৷ ঘূর্ণনের একটি উল্লম্ব অক্ষ তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যায়। শরীরকে ডিস্কের সাথে আপেক্ষিকভাবে বিশ্রাম দিন। বিশ্রামে, একটি কেন্দ্রাতিগ শক্তি এটিতে কাজ করে, ঘূর্ণনের অক্ষ থেকে ব্যাসার্ধ বরাবর নির্দেশিত। যদি এর বিরোধিতা করে এমন কোন কেন্দ্রীভূত শক্তি না থাকে, তাহলে শরীরটি ডিস্ক থেকে উড়ে যাবে।
এখন ধরুন যে শরীরটি উল্লম্বভাবে উপরের দিকে যেতে শুরু করেছে, অর্থাৎ অক্ষের সমান্তরাল। এই ক্ষেত্রে, অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণনের রৈখিক গতি ডিস্কের সমান হবে, অর্থাৎ কোন কোরিওলিস বল ঘটবে না।
যদি শরীর একটি রেডিয়াল আন্দোলন করতে শুরু করে, অর্থাৎ, এটি অক্ষের কাছে আসতে বা দূরে সরে যেতে শুরু করে, তাহলে কোরিওলিস বল উপস্থিত হয়, যা স্পর্শকভাবে ডিস্কের ঘূর্ণনের দিকে পরিচালিত হবে। এর উপস্থিতি কৌণিক ভরবেগের সংরক্ষণের সাথে এবং ডিস্কের বিন্দুগুলির রৈখিক বেগের একটি নির্দিষ্ট পার্থক্যের উপস্থিতির সাথে সম্পর্কিত, যাঘূর্ণনের অক্ষ থেকে বিভিন্ন দূরত্ব।
অবশেষে, যদি শরীরটি স্পর্শকভাবে ঘূর্ণায়মান ডিস্কের দিকে চলে যায়, তাহলে একটি অতিরিক্ত বল উপস্থিত হবে যা এটিকে ঘূর্ণনের অক্ষের দিকে বা এটি থেকে দূরে ঠেলে দেবে। এটি কোরিওলিস বলের রেডিয়াল উপাদান।
যেহেতু কোরিওলিস ত্বরণের দিকটি বিবেচিত বলের দিকের সাথে মিলে যায়, তাই এই ত্বরণেরও দুটি উপাদান থাকবে: রেডিয়াল এবং স্পর্শক।
বল এবং ত্বরণের সূত্র
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুসারে বল এবং ত্বরণ নিম্নলিখিত সম্পর্কের দ্বারা একে অপরের সাথে সম্পর্কিত:
F=ma.
যদি আমরা একটি বডি এবং একটি ঘূর্ণায়মান ডিস্কের সাথে উপরের উদাহরণটি বিবেচনা করি, আমরা কোরিওলিস বলের প্রতিটি উপাদানের জন্য একটি সূত্র পেতে পারি। এটি করার জন্য, কৌণিক ভরবেগের সংরক্ষণের আইন প্রয়োগ করুন, সেইসাথে কেন্দ্রবিন্দু ত্বরণের সূত্র এবং কৌণিক এবং রৈখিক বেগের মধ্যে সম্পর্কের জন্য অভিব্যক্তিটি স্মরণ করুন। সংক্ষেপে, কোরিওলিস বলকে নিম্নরূপ সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে:
F=-2m[ωv]।
এখানে m হল শরীরের ভর, v হল একটি অ-জড়তা ফ্রেমে এর রৈখিক বেগ, ω হল রেফারেন্স ফ্রেমের নিজেই কৌণিক বেগ। সংশ্লিষ্ট কোরিওলিস ত্বরণ সূত্রটি রূপ নেবে:
a=-2[ωv]।
গতির ভেক্টর গুণফল বর্গাকার বন্ধনীতে। কোরিওলিস ত্বরণ কোথায় নির্দেশিত হয় সেই প্রশ্নের উত্তর এতে রয়েছে। এর ভেক্টরটি ঘূর্ণনের অক্ষ এবং শরীরের রৈখিক বেগ উভয়ের দিকেই লম্বভাবে নির্দেশিত। এর মানে হল অধ্যয়নরতত্বরণ গতির একটি রেকটিলাইন ট্রাজেক্টোরির বক্রতার দিকে নিয়ে যায়।
কামানের গোলা উড়ানোর উপর কোরিওলিস বাহিনীর প্রভাব
অধ্যয়নকৃত শক্তি কীভাবে অনুশীলনে নিজেকে প্রকাশ করে তা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, নিম্নলিখিত উদাহরণটি বিবেচনা করুন। শূন্য মেরিডিয়ান এবং শূন্য অক্ষাংশে থাকা কামানটিকে সোজা উত্তরে গুলি করতে দিন। যদি পৃথিবী পশ্চিম থেকে পূর্ব দিকে না ঘোরে, তাহলে কোরটি 0° দ্রাঘিমাংশে পড়বে। যাইহোক, গ্রহের ঘূর্ণনের কারণে, কোরটি একটি ভিন্ন দ্রাঘিমাংশে পড়বে, পূর্ব দিকে সরে যাবে। এটি কোরিওলিস ত্বরণের ফলাফল।
বর্ণিত প্রভাবের ব্যাখ্যা সহজ। যেমন আপনি জানেন, পৃথিবীর পৃষ্ঠের বিন্দুগুলি, তাদের উপরে বায়ু ভর সহ, যদি তারা নিম্ন অক্ষাংশে অবস্থিত থাকে তবে একটি বড় রৈখিক ঘূর্ণন গতি থাকে। কামান থেকে উড্ডয়নের সময়, কোরের পশ্চিম থেকে পূর্বে ঘূর্ণনের উচ্চ রৈখিক গতি ছিল। উচ্চ অক্ষাংশে উড়ে যাওয়ার সময় এই গতি এটিকে পূর্ব দিকে প্রবাহিত করে।
কোরিওলিস প্রভাব এবং সমুদ্র এবং বায়ু স্রোত
কোরিওলিস বলের প্রভাব সবচেয়ে স্পষ্টভাবে দেখা যায় সমুদ্রের স্রোতের উদাহরণে এবং বায়ুমণ্ডলে বায়ু ভরের গতিবিধিতে। এইভাবে, উপসাগরীয় প্রবাহ, উত্তর আমেরিকার দক্ষিণে শুরু হয়ে, পুরো আটলান্টিক মহাসাগর অতিক্রম করে এবং ইউরোপের উপকূলে পৌঁছেছে উল্লেখিত প্রভাবের কারণে।
বায়ু জনসাধারণের জন্য, বাণিজ্য বায়ু, যা নিম্ন অক্ষাংশে সারা বছর পূর্ব থেকে পশ্চিমে প্রবাহিত হয়, এটি কোরিওলিস শক্তির প্রভাবের একটি স্পষ্ট প্রকাশ।
উদাহরণ সমস্যা
এর জন্য সূত্রকোরিওলিস ত্বরণ। 45 ° অক্ষাংশে 10 m/s গতিবেগে চলমান একটি শরীর যে পরিমাণ ত্বরণ অর্জন করে তা গণনা করতে এটি ব্যবহার করা প্রয়োজন।
আমাদের গ্রহের সাথে সম্পর্কিত ত্বরণের সূত্রটি ব্যবহার করতে, আপনার এটিতে অক্ষাংশ θ এর উপর নির্ভরতা যোগ করা উচিত। কাজের সূত্রটি এরকম দেখাবে:
a=2ωvsin(θ)।
বিয়োগ চিহ্নটি বাদ দেওয়া হয়েছে কারণ এটি ত্বরণের দিক নির্ধারণ করে, এর মডুলাস নয়। পৃথিবীর জন্য ω=7.310-5rad/s. সূত্রে সমস্ত পরিচিত সংখ্যা প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই:
a=27, 310-510sin(45o)=0.001 m/c 2।
যেমন আপনি দেখতে পাচ্ছেন, গণনা করা কোরিওলিস ত্বরণ মহাকর্ষীয় ত্বরণের চেয়ে প্রায় 10,000 গুণ কম৷
