প্রতিটি শিক্ষার্থী জানে যে দুটি কঠিন পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগ থাকলে তথাকথিত ঘর্ষণ শক্তির উদ্ভব হয়। ঘর্ষণ শক্তি প্রয়োগের বিন্দুতে ফোকাস করে এটি কী তা এই নিবন্ধে বিবেচনা করা যাক।
কী ধরনের ঘর্ষণ বল আছে?
ঘর্ষণ বলের প্রয়োগের বিষয়টি বিবেচনা করার আগে, প্রকৃতি এবং প্রযুক্তিতে কী ধরনের ঘর্ষণ বিদ্যমান তা সংক্ষেপে স্মরণ করা প্রয়োজন।
আসুন স্ট্যাটিক ঘর্ষণ বিবেচনা করা শুরু করা যাক। এই প্রকারটি কিছু পৃষ্ঠে বিশ্রামে থাকা শক্ত দেহের অবস্থাকে চিহ্নিত করে। বিশ্রামের ঘর্ষণ তার বিশ্রামের অবস্থা থেকে শরীরের যেকোনো স্থানচ্যুতিকে বাধা দেয়। উদাহরণস্বরূপ, এই শক্তির ক্রিয়াকলাপের কারণে, মেঝেতে দাঁড়িয়ে থাকা একটি ক্যাবিনেটকে সরানো আমাদের পক্ষে কঠিন।
স্লাইডিং ঘর্ষণ অন্য ধরনের ঘর্ষণ। একে অপরের উপর স্লাইডিং দুটি পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগের ক্ষেত্রে এটি নিজেকে প্রকাশ করে। স্লাইডিং ঘর্ষণ গতির বিরোধিতা করে (ঘর্ষণ বলের দিকটি শরীরের বেগের বিপরীত)। এর ক্রিয়াকলাপের একটি আকর্ষণীয় উদাহরণ হল বরফের উপর স্লাইডিং স্কিয়ার বা স্কেটার৷
অবশেষে, তৃতীয় ধরনের ঘর্ষণ ঘূর্ণায়মান। এটি সর্বদা বিদ্যমান থাকে যখন একটি দেহ অন্যটির পৃষ্ঠে রোল করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি চাকা বা বিয়ারিংয়ের ঘূর্ণায়মান হল প্রধান উদাহরণ যেখানে ঘূর্ণায়মান ঘর্ষণ গুরুত্বপূর্ণ৷
বর্ণিত ধরণের প্রথম দুটি ঘষার পৃষ্ঠে রুক্ষতার কারণে উদ্ভূত হয়। তৃতীয় প্রকারটি ঘূর্ণায়মান দেহের বিকৃতি হিস্টেরেসিসের কারণে উদ্ভূত হয়।
স্লাইডিং এবং বিশ্রাম ঘর্ষণ শক্তি প্রয়োগের পয়েন্ট
উপরে বলা হয়েছিল যে স্থির ঘর্ষণ বহিরাগত ক্রিয়া শক্তিকে বাধা দেয়, যা যোগাযোগের পৃষ্ঠ বরাবর বস্তুটিকে সরাতে থাকে। এর অর্থ হল ঘর্ষণ বলের দিকটি পৃষ্ঠের সমান্তরাল বাহ্যিক বলের অভিমুখের বিপরীত। বিবেচিত ঘর্ষণ বলের প্রয়োগের বিন্দু দুটি পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগের ক্ষেত্রে।
এটা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ যে স্থির ঘর্ষণ বল একটি ধ্রুবক মান নয়। এটির একটি সর্বাধিক মান রয়েছে, যা নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়:
Ft=µtN.
তবে, এই সর্বোচ্চ মানটি তখনই দেখা যায় যখন শরীর তার নড়াচড়া শুরু করে। অন্য কোনো ক্ষেত্রে, স্থির ঘর্ষণ বল বাহ্যিক বলের সমান্তরাল পৃষ্ঠের পরম মানের সাথে ঠিক সমান।
স্লাইডিং ঘর্ষণ বলের প্রয়োগের বিন্দুর জন্য, এটি স্থির ঘর্ষণের থেকে আলাদা নয়। স্ট্যাটিক এবং স্লাইডিং ঘর্ষণ মধ্যে পার্থক্য সম্পর্কে কথা বলতে, এই শক্তির পরম তাত্পর্য লক্ষ করা উচিত. এইভাবে, প্রদত্ত এক জোড়া উপাদানের জন্য স্লাইডিং ঘর্ষণ শক্তি একটি ধ্রুবক মান। উপরন্তু, এটি সর্বদা স্থির ঘর্ষণের সর্বোচ্চ শক্তির চেয়ে কম।
আপনি দেখতে পাচ্ছেন, ঘর্ষণ শক্তি প্রয়োগের বিন্দুটি শরীরের মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রের সাথে মিলে না। এর মানে হল যে বিবেচনাধীন বাহিনী একটি মুহূর্ত তৈরি করে যা স্লাইডিং বডিকে সামনের দিকে উল্টে দেয়। সাইক্লিস্ট সামনের চাকা দিয়ে শক্ত ব্রেক করলে পরেরটি লক্ষ্য করা যায়।
রোলিং ঘর্ষণ এবং এর প্রয়োগ বিন্দু
যেহেতু ঘূর্ণায়মান ঘর্ষণটির শারীরিক কারণ উপরে আলোচিত ঘর্ষণ প্রকারের থেকে ভিন্ন, তাই ঘূর্ণায়মান ঘর্ষণ বলের প্রয়োগের বিন্দুতে কিছুটা ভিন্ন চরিত্র রয়েছে।
অনুমান করুন যে গাড়ির চাকা ফুটপাথে আছে। এটা স্পষ্ট যে এই চাকা বিকৃত হয়. অ্যাসফল্টের সাথে এর যোগাযোগের ক্ষেত্রফল 2dl, যেখানে l হল চাকার প্রস্থ, 2d হল চাকা এবং অ্যাসফল্টের পার্শ্বীয় যোগাযোগের দৈর্ঘ্য। ঘূর্ণায়মান ঘর্ষণ শক্তি, তার শারীরিক সারাংশে, চাকার ঘূর্ণনের বিরুদ্ধে নির্দেশিত সমর্থনের প্রতিক্রিয়া মুহূর্তের আকারে নিজেকে প্রকাশ করে। এই মুহূর্তটি নিম্নরূপ গণনা করা হয়:
M=Nd
যদি আমরা এটিকে ভাগ করি এবং চাকা R এর ব্যাসার্ধ দিয়ে গুণ করি, তাহলে আমরা পাই:
M=Nd/RR=FtR যেখানে Ft=Nd/R
এইভাবে, ঘূর্ণায়মান ঘর্ষণ বল Ft আসলে সমর্থনের প্রতিক্রিয়া, এমন একটি শক্তির মুহূর্ত তৈরি করে যা চাকার ঘূর্ণনকে ধীর করে দেয়।
এই বল প্রয়োগের বিন্দুটি সমতলের পৃষ্ঠের সাপেক্ষে উল্লম্বভাবে ঊর্ধ্বমুখী নির্দেশিত হয় এবং ভরের কেন্দ্র থেকে d দ্বারা ডানদিকে স্থানান্তরিত হয় (ধরে নেওয়া হয় যে চাকাটি বাম থেকে ডানে চলে)।
সমস্যা সমাধানের উদাহরণ
অ্যাকশনযে কোনো ধরনের ঘর্ষণ বল দেহের যান্ত্রিক গতিকে ধীর করে দেয়, যখন তাদের গতিশক্তিকে তাপে রূপান্তর করে। আসুন নিম্নলিখিত সমস্যার সমাধান করি:
বার একটি বাঁকানো পৃষ্ঠের উপর স্লাইড। এটির গতিবিধির ত্বরণ গণনা করা প্রয়োজন যদি এটি জানা যায় যে স্লাইডিংয়ের সহগ 0.35 এবং পৃষ্ঠের প্রবণতার কোণ 35o।
আসুন বিবেচনা করা যাক বারের উপর কোন শক্তিগুলি কাজ করে৷ প্রথমত, মাধ্যাকর্ষণ উপাদানটি স্লাইডিং পৃষ্ঠ বরাবর নীচের দিকে পরিচালিত হয়। এটি সমান:
F=mgsin(α)
দ্বিতীয়ত, একটি ধ্রুবক ঘর্ষণ বল সমতল বরাবর উপরের দিকে কাজ করে, যা শরীরের ত্বরণ ভেক্টরের বিরুদ্ধে নির্দেশিত হয়। এটি সূত্র দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে:
Ft=µtN=µtmgcos (α)
তারপর ত্বরণ a সহ চলমান বারের জন্য নিউটনের সূত্রটি রূপ নেবে:
ma=mgsin(α) - µtmgcos(α)=>
a=gsin(α) - µtgcos(α)
ডেটাকে সমতায় প্রতিস্থাপন করলে, আমরা পাই যে a=2.81 m/s2। উল্লেখ্য যে পাওয়া ত্বরণ বারের ভরের উপর নির্ভর করে না।
