পদার্থবিজ্ঞানের ভারসাম্যের সমস্যাগুলি স্ট্যাটিক্স বিভাগে বিবেচনা করা হয়। ভারসাম্যের যে কোনও যান্ত্রিক ব্যবস্থায় উপস্থিত থাকা গুরুত্বপূর্ণ শক্তিগুলির মধ্যে একটি হল সমর্থনের প্রতিক্রিয়া বল। এটা কি এবং কিভাবে এটা গণনা করা যেতে পারে? এই প্রশ্নগুলি নিবন্ধে বিস্তারিত আছে৷
সমর্থন প্রতিক্রিয়া কি?
আমাদের প্রত্যেকে প্রতিদিন পৃথিবীর পৃষ্ঠে বা মেঝেতে হাঁটা, দরজা খুলে, চেয়ারে বসে, টেবিলে হেলান দিয়ে, অবতরণে আরোহণ করি। এই সমস্ত ক্ষেত্রে, সমর্থনের একটি প্রতিক্রিয়া শক্তি রয়েছে, যা তালিকাভুক্ত ক্রিয়াগুলি সম্পাদন করা সম্ভব করে তোলে। পদার্থবিদ্যায় এই বলটিকে N অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং একে স্বাভাবিক বলা হয়।
সংজ্ঞা অনুসারে, স্বাভাবিক বল N হল সেই বল যার সাহায্যে সাপোর্ট শরীরের সংস্পর্শে কাজ করে। এটিকে স্বাভাবিক বলা হয় কারণ এটি স্বাভাবিক (লম্ব) বরাবর পৃষ্ঠের দিকে পরিচালিত হয়।
স্বাভাবিক সমর্থন প্রতিক্রিয়া সর্বদা একটি বা বাহ্যিক শক্তির প্রতিক্রিয়া হিসাবে ঘটেঅন্য পৃষ্ঠ। এটি বোঝার জন্য, নিউটনের তৃতীয় সূত্রটি মনে রাখা উচিত, যা বলে যে প্রতিটি ক্রিয়ার জন্য একটি প্রতিক্রিয়া রয়েছে। যখন শরীর সাপোর্টের উপর চাপ দেয়, তখন সাপোর্ট শরীরের উপর একই শক্তির মডুলাস দিয়ে কাজ করে।
স্বাভাবিক বলের উপস্থিতির কারণ N
এই কারণটি স্থিতিস্থাপকতার শক্তির মধ্যে রয়েছে। যদি দুটি কঠিন দেহ, যে উপাদানগুলি থেকে তারা তৈরি হয় তা নির্বিশেষে, সংস্পর্শে আনা হয় এবং একে অপরের বিরুদ্ধে সামান্য চাপ দেওয়া হয়, তবে তাদের প্রতিটি বিকৃত হতে শুরু করে। অভিনয় শক্তির মাত্রার উপর নির্ভর করে, বিকৃতি পরিবর্তন হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি 1 কেজি ওজনের একটি পাতলা বোর্ডে স্থাপন করা হয়, যা দুটি সমর্থনের উপর থাকে, তবে এটি সামান্য বাঁকবে। এই লোড 10 কেজিতে বাড়ানো হলে, বিকৃতির পরিমাণ বাড়বে।
উদীয়মান বিকৃতি শরীরের আসল আকৃতি পুনরুদ্ধার করার প্রবণতা রাখে, কিছু স্থিতিস্থাপক বল তৈরি করে। পরেরটি শরীরকে প্রভাবিত করে এবং একে সমর্থন প্রতিক্রিয়া বলা হয়৷
যদি আপনি একটি গভীর, বৃহত্তর স্তরের দিকে তাকান, আপনি দেখতে পাবেন যে পাউলি নীতির কারণে পারমাণবিক শেলগুলির একত্রিত হওয়ার ফলে এবং তাদের পরবর্তী বিকর্ষণের ফলে স্থিতিস্থাপক বল উপস্থিত হয়৷
স্বাভাবিক বল কীভাবে গণনা করবেন?
এটি ইতিমধ্যে উপরে বলা হয়েছে যে এর মডুলাসটি বিবেচনাধীন পৃষ্ঠের লম্ব নির্দেশিত ফলের বলের সমান। এর মানে হল যে সমর্থনের প্রতিক্রিয়া নির্ধারণ করার জন্য, প্রথমে নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে গতির একটি সমীকরণ তৈরি করা প্রয়োজন, একটি সরল রেখা বরাবর যা পৃষ্ঠের উপর লম্ব। থেকেএই সমীকরণ, আপনি N.
মান খুঁজে পেতে পারেন
N বল নির্ণয় করার আরেকটি উপায় হল শক্তির মুহূর্তের ভারসাম্যের শারীরিক অবস্থার সাথে জড়িত। সিস্টেমে ঘূর্ণন অক্ষ থাকলে এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করা সুবিধাজনক৷
বলের মুহূর্ত হল এমন একটি মান যা ক্রিয়াশীল বলের গুণফল এবং ঘূর্ণনের অক্ষের সাপেক্ষে লিভারের দৈর্ঘ্যের সমান। ভারসাম্যের একটি সিস্টেমে, শক্তির মুহূর্তের যোগফল সর্বদা শূন্যের সমান। শেষ শর্তটি অজানা মান N.
খুঁজে পেতে ব্যবহৃত হয়
মনে রাখবেন যে সিস্টেমে যদি একটি সমর্থন থাকে (ঘূর্ণনের একটি অক্ষ), স্বাভাবিক বল সর্বদা একটি শূন্য মুহূর্ত তৈরি করবে। অতএব, এই ধরনের সমস্যার জন্য, সমর্থন প্রতিক্রিয়া নির্ধারণের জন্য উপরে বর্ণিত পদ্ধতিটি নিউটনিয়ান আইন ব্যবহার করে প্রয়োগ করা উচিত।
N বল গণনার জন্য কোন নির্দিষ্ট সূত্র নেই। বিবেচিত দেহের সিস্টেমের জন্য গতি বা ভারসাম্যের সংশ্লিষ্ট সমীকরণগুলি সমাধান করার ফলে এটি নির্ধারিত হয়৷
নীচে আমরা সমস্যা সমাধানের উদাহরণ দিই, যেখানে আমরা দেখাই কিভাবে স্বাভাবিক সমর্থন প্রতিক্রিয়া গণনা করতে হয়।
আনুমানিক সমতল সমস্যা
বারটি একটি হেলানো সমতলে বিশ্রামে রয়েছে। রশ্মির ভর 2 কেজি। সমতল 30o কোণে দিগন্তের দিকে ঝুঁকে আছে। স্বাভাবিক বল N কি?
এই কাজটি কঠিন নয়। এর উত্তর পেতে, সমতলের লম্ব রেখা বরাবর কাজ করে এমন সমস্ত শক্তি বিবেচনা করা যথেষ্ট। এই ধরনের মাত্র দুটি বল আছে: N এবং অভিকর্ষের অভিক্ষেপ Fgy।যেহেতু তারা বিভিন্ন দিকে কাজ করে, তাই সিস্টেমের জন্য নিউটনের সমীকরণটি রূপ নেবে:
ma=N - Fgy
যেহেতু রশ্মি বিশ্রামে আছে, ত্বরণ শূন্য, তাই সমীকরণটি হয়ে যায়:
N=Fgy
পৃথিবীতে স্বাভাবিক মাধ্যাকর্ষণ শক্তির অভিক্ষেপ খুঁজে পাওয়া কঠিন নয়। জ্যামিতিক বিবেচনা থেকে, আমরা খুঁজে পাই:
N=Fgy=mgcos(α)
কন্ডিশন থেকে ডেটা প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই: N=17 N.
দুটি সমর্থনে সমস্যা
একটি পাতলা বোর্ড দুটি সমর্থনে স্থাপন করা হয়েছে, যার ভর নগণ্য। বাম সমর্থনের 1/3 এ, 10 কেজি লোড বোর্ডে স্থাপন করা হয়েছিল। সমর্থনগুলির প্রতিক্রিয়া নির্ধারণ করা প্রয়োজন৷
যেহেতু সমস্যাটিতে দুটি সমর্থন রয়েছে, এটি সমাধান করতে, আপনি শক্তির মুহুর্তগুলির মাধ্যমে ভারসাম্যের অবস্থা ব্যবহার করতে পারেন। এটি করার জন্য, আমরা প্রথমে অনুমান করি যে সমর্থনগুলির মধ্যে একটি হল ঘূর্ণনের অক্ষ। উদাহরণস্বরূপ, ডান. এই ক্ষেত্রে, মুহূর্তের ভারসাম্যের অবস্থা রূপ নেবে:
N1L - mg2/3L=0
এখানে L হল সাপোর্টের মধ্যে দূরত্ব। এই সমতা থেকে এটি অনুসরণ করে যে N1বাম সমর্থনের প্রতিক্রিয়া সমান:
N1=2/3mg=2/3109, 81=65, 4 N.
একইভাবে, আমরা সঠিক সমর্থনের প্রতিক্রিয়া খুঁজে পাই। এই ক্ষেত্রে মুহূর্তের সমীকরণ হল:
mg1/3L - N2L=0.
যেখান থেকে আমরা পাই:
N2=1/3mg=1/3109, 81=32.7 N.
মনে রাখবেন যে সমর্থনগুলির পাওয়া প্রতিক্রিয়াগুলির যোগফল লোডের মাধ্যাকর্ষণের সমান৷
