গতিবিদ্যা কি? প্রথমবারের মতো, মাধ্যমিক বিদ্যালয়ের শিক্ষার্থীরা পদার্থবিদ্যা পাঠে এর সংজ্ঞার সাথে পরিচিত হতে শুরু করে। মেকানিক্স (কিনেমেটিক্স এর একটি শাখা) নিজেই এই বিজ্ঞানের একটি বড় অংশ গঠন করে। সাধারণত এটি পাঠ্যপুস্তকে প্রথমে শিক্ষার্থীদের কাছে উপস্থাপন করা হয়। আমরা যেমন বলেছি, গতিবিদ্যা হল মেকানিক্সের একটি উপধারা। কিন্তু যেহেতু আমরা তার সম্পর্কে কথা বলছি, আসুন একটু বিস্তারিতভাবে এই বিষয়ে কথা বলি।
পদার্থবিদ্যার অংশ হিসেবে যান্ত্রিকতা
"মেকানিক্স" শব্দটি নিজেই গ্রীক উৎপত্তি এবং আক্ষরিক অর্থে মেশিন নির্মাণের শিল্প হিসাবে অনুবাদ করা হয়। পদার্থবিজ্ঞানে, এটি একটি বিভাগ হিসাবে বিবেচিত হয় যা আমাদের দ্বারা বিভিন্ন আকারের স্থানগুলিতে তথাকথিত বস্তুগত সংস্থাগুলির গতিবিধি অধ্যয়ন করে (অর্থাৎ, আন্দোলনটি একটি সমতলে, একটি শর্তসাপেক্ষ স্থানাঙ্ক গ্রিডে বা ত্রিমাত্রিক স্থানে ঘটতে পারে।) বস্তুগত বিন্দুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন হল মেকানিক্স যে কাজগুলি সম্পাদন করে তার মধ্যে একটি (কাইনেমেটিক্স এই নিয়মের একটি ব্যতিক্রম, যেহেতু এটি বল পরামিতির প্রভাবকে বিবেচনায় না নিয়ে বিকল্প পরিস্থিতি মডেলিং এবং বিশ্লেষণে নিযুক্ত)। এ সবের সঙ্গেই খেয়াল রাখতে হবে পদার্থবিজ্ঞানের সংশ্লিষ্ট শাখাআন্দোলনের মাধ্যমে সময়ের সাথে সাথে মহাকাশে শরীরের অবস্থানের পরিবর্তন। এই সংজ্ঞাটি শুধুমাত্র বস্তুগত বিন্দু বা বস্তুর জন্যই নয়, তাদের অংশগুলির জন্যও প্রযোজ্য৷
গতিবিদ্যার ধারণা
পদার্থবিদ্যার এই বিভাগের নামটিও গ্রীক উৎপত্তি এবং আক্ষরিক অর্থে অনুবাদ করা হয় "চলন"। এইভাবে, আমরা গতিবিদ্যা কি সেই প্রশ্নের প্রাথমিক, এখনও সত্যিকারভাবে গঠিত উত্তর পাইনি। এই ক্ষেত্রে, আমরা বলতে পারি যে বিভাগটি সরাসরি আদর্শিক সংস্থাগুলির নির্দিষ্ট ধরণের গতি বর্ণনা করার জন্য গাণিতিক পদ্ধতিগুলি অধ্যয়ন করে। আমরা তথাকথিত একেবারে কঠিন দেহ সম্পর্কে কথা বলছি, আদর্শ তরল সম্পর্কে এবং অবশ্যই, বস্তুগত পয়েন্ট সম্পর্কে। এটি মনে রাখা খুবই গুরুত্বপূর্ণ যে বর্ণনাটি প্রয়োগ করার সময়, আন্দোলনের কারণগুলি বিবেচনায় নেওয়া হয় না। অর্থাৎ, শরীরের ভর বা শক্তির মতো পরামিতি যা এর আন্দোলনের প্রকৃতিকে প্রভাবিত করে তা বিবেচনার বিষয় নয়।
গতিবিদ্যার মৌলিক বিষয়
এগুলির মধ্যে সময় এবং স্থানের মত ধারণা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। সহজতম উদাহরণগুলির একটি হিসাবে, আমরা এমন একটি পরিস্থিতি উদ্ধৃত করতে পারি যেখানে, বলুন, একটি বস্তুগত বিন্দু একটি নির্দিষ্ট ব্যাসার্ধের একটি বৃত্ত বরাবর চলে। এই ক্ষেত্রে, গতিবিদ্যা এমন একটি পরিমাণের বাধ্যতামূলক অস্তিত্বকে কেন্দ্রীভূত ত্বরণ হিসাবে দায়ী করবে, যা শরীর থেকে বৃত্তের কেন্দ্রে ভেক্টর বরাবর নির্দেশিত হয়। অর্থাৎ যে কোনো সময়ে ত্বরণ ভেক্টর বৃত্তের ব্যাসার্ধের সাথে মিলে যাবে। তবে এই ক্ষেত্রেও (সহসেন্ট্রিপেটাল ত্বরণ) গতিবিদ্যা বলটির প্রকৃতি নির্দেশ করবে না যা এটির উপস্থিতি ঘটায়। এগুলি ইতিমধ্যেই এমন ক্রিয়া যা গতিবিদ্যা বিশ্লেষণ করে৷
কিনেমেটিক্স কেমন?
সুতরাং, আমরা আসলে, গতিবিদ্যা কি তার উত্তর দিয়েছি। এটি মেকানিক্সের একটি শাখা যা বল পরামিতিগুলি অধ্যয়ন না করে কীভাবে আদর্শ বস্তুর গতি বর্ণনা করতে হয় তা অধ্যয়ন করে। এখন গতিবিদ্যা কি হতে পারে তা নিয়ে কথা বলা যাক। এর প্রথম প্রকার ক্লাসিক্যাল। একটি নির্দিষ্ট ধরণের আন্দোলনের পরম স্থানিক এবং অস্থায়ী বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা করা প্রথাগত। প্রাক্তনের ভূমিকায়, অংশগুলির দৈর্ঘ্য প্রদর্শিত হয়, পরেরটির ভূমিকায়, সময়ের ব্যবধান। অন্য কথায়, আমরা বলতে পারি যে এই প্যারামিটারগুলি রেফারেন্স সিস্টেমের পছন্দ থেকে স্বাধীন থাকে।
আপেক্ষিক
দ্বিতীয় ধরনের গতিবিদ্যা হল আপেক্ষিক। এটিতে, দুটি অনুরূপ ঘটনার মধ্যে, অস্থায়ী এবং স্থানিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হতে পারে যদি একটি রেফারেন্সের একটি ফ্রেম থেকে অন্যটিতে রূপান্তর করা হয়। এই ক্ষেত্রে দুটি ঘটনার উত্সের যুগপত্ত্বও একটি একচেটিয়াভাবে আপেক্ষিক চরিত্র গ্রহণ করে। এই ধরনের গতিবিদ্যায়, দুটি পৃথক ধারণা (এবং আমরা স্থান এবং সময়ের কথা বলছি) এক হয়ে যায়। এতে, পরিমাণ, যাকে সাধারণত ব্যবধান বলা হয়, লরেন্টজিয়ান রূপান্তরের অধীনে অপরিবর্তনীয় হয়ে যায়।
গতিবিদ্যা সৃষ্টির ইতিহাস
আমাদেরধারণাটি বুঝতে এবং গতিবিদ্যা কী সেই প্রশ্নের উত্তর দিতে পরিচালিত। কিন্তু বলবিদ্যার একটি উপধারা হিসেবে এর উত্থানের ইতিহাস কী ছিল? এই বিষয়ে আমরা এখন কথা বলতে হবে. বেশ দীর্ঘ সময়ের জন্য, এই উপধারার সমস্ত ধারণাগুলি অ্যারিস্টটল নিজেই লিখেছিলেন এমন কাজের উপর ভিত্তি করে ছিল। তারা প্রাসঙ্গিক বিবৃতি ধারণ করে যে পতনের সময় একটি শরীরের গতি একটি নির্দিষ্ট শরীরের ওজনের সংখ্যাসূচক সূচকের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। এটিও উল্লেখ করা হয়েছিল যে আন্দোলনের কারণ সরাসরি শক্তি, এবং এর অনুপস্থিতিতে কোন আন্দোলনের কথা বলা যাবে না।
গ্যালিলিওর পরীক্ষা
বিখ্যাত বিজ্ঞানী গ্যালিলিও গ্যালিলি ষোড়শ শতাব্দীর শেষের দিকে অ্যারিস্টটলের কাজের প্রতি আগ্রহী হয়ে ওঠেন। তিনি শরীরের অবাধ পতনের প্রক্রিয়া অধ্যয়ন শুরু করেন। পিসার হেলানো টাওয়ারে তার পরীক্ষা-নিরীক্ষার উল্লেখ করা যেতে পারে। বিজ্ঞানী দেহের জড়তার প্রক্রিয়াও অধ্যয়ন করেছিলেন। শেষ পর্যন্ত, গ্যালিলিও প্রমাণ করতে সক্ষম হন যে অ্যারিস্টটল তার কাজগুলিতে ভুল ছিলেন এবং তিনি অনেকগুলি ভুল সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন। সংশ্লিষ্ট বইতে, গ্যালিলিও অ্যারিস্টটলের উপসংহারের ভ্রান্ততার প্রমাণ সহ সম্পাদিত কাজের ফলাফলের রূপরেখা দিয়েছেন।
আধুনিক গতিবিদ্যা এখন জানুয়ারী 1700 সালে উদ্ভূত বলে মনে করা হয়। তারপরে পিয়েরে ভারিগনন ফ্রেঞ্চ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের সামনে বক্তব্য রাখেন। তিনি ত্বরণ এবং গতির প্রথম ধারণাগুলিও নিয়ে এসেছিলেন, তাদের একটি ডিফারেনশিয়াল আকারে লিখেছিলেন এবং ব্যাখ্যা করেছিলেন। একটু পরে, অ্যাম্পিয়ারও কিছু কাইনেম্যাটিক আইডিয়া নোট করে। অষ্টাদশ শতাব্দীতে তিনি তথাকথিত গতিবিদ্যায় ব্যবহার করেছিলেনপরিবর্তনশীল ক্যালকুলাস। আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্ব, এমনকি পরে তৈরি করা হয়েছে, দেখায় যে স্থান, সময়ের মতো, পরম নয়। একই সময়ে, এটি নির্দেশ করা হয়েছিল যে গতি মৌলিকভাবে সীমিত হতে পারে। এই ভিত্তিগুলিই গতিবিদ্যাকে তথাকথিত আপেক্ষিক মেকানিক্সের কাঠামো এবং ধারণাগুলির মধ্যে বিকাশ করতে প্ররোচিত করেছিল৷
বিভাগে ব্যবহৃত ধারণা এবং পরিমাণ
কিনেমেটিক্সের মূল বিষয়গুলি এমন কিছু পরিমাণ অন্তর্ভুক্ত করে যেগুলি শুধুমাত্র তাত্ত্বিক পরিভাষায়ই ব্যবহৃত হয় না, বরং মডেলিং এবং সমস্যাগুলির একটি নির্দিষ্ট পরিসর সমাধানে ব্যবহৃত ব্যবহারিক সূত্রগুলিতেও স্থান পায়। আসুন আরও বিস্তারিতভাবে এই পরিমাণ এবং ধারণাগুলির সাথে পরিচিত হই। শেষটা দিয়ে শুরু করা যাক।
1) যান্ত্রিক আন্দোলন। সময়ের ব্যবধান পরিবর্তনের সময় অন্যদের (বস্তুগত পয়েন্ট) সাপেক্ষে একটি নির্দিষ্ট আদর্শ শরীরের স্থানিক অবস্থানের পরিবর্তন হিসাবে এটি সংজ্ঞায়িত করা হয়। একই সময়ে, উল্লিখিত মৃতদেহগুলির একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সংশ্লিষ্ট শক্তি রয়েছে৷
2) রেফারেন্স সিস্টেম। গতিবিদ্যা, যা আমরা আগে সংজ্ঞায়িত করেছি, একটি স্থানাঙ্ক ব্যবস্থার ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে। এর বৈচিত্রের উপস্থিতি প্রয়োজনীয় শর্তগুলির মধ্যে একটি (দ্বিতীয় শর্তটি সময় পরিমাপের জন্য যন্ত্র বা উপায়ের ব্যবহার)। সাধারণভাবে, এক বা অন্য ধরণের আন্দোলনের সফল বর্ণনার জন্য রেফারেন্সের একটি ফ্রেম প্রয়োজন৷
3) স্থানাঙ্ক। একটি শর্তসাপেক্ষ কাল্পনিক সূচক হওয়ার কারণে, পূর্ববর্তী ধারণার (রেফারেন্সের ফ্রেম) সাথে অবিচ্ছেদ্যভাবে সংযুক্ত, স্থানাঙ্কগুলি একটি পদ্ধতি ছাড়া আর কিছুই নয় যার মাধ্যমে একটি আদর্শ সংস্থার অবস্থানস্থান এই ক্ষেত্রে, বিবরণের জন্য সংখ্যা এবং বিশেষ অক্ষর ব্যবহার করা যেতে পারে। স্থানাঙ্ক প্রায়শই স্কাউট এবং বন্দুকধারীরা ব্যবহার করে।
4) ব্যাসার্ধ ভেক্টর। এটি একটি ভৌত পরিমাণ যা বাস্তবে একটি আদর্শ দেহের অবস্থান নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা হয় যা আসল অবস্থানে (এবং কেবল নয়)। সহজ কথায়, একটি নির্দিষ্ট পয়েন্ট নেওয়া হয় এবং এটি কনভেনশনের জন্য স্থির করা হয়। প্রায়শই এটি স্থানাঙ্কের উত্স। সুতরাং, এর পরে, ধরা যাক, এই বিন্দু থেকে একটি আদর্শ শরীর একটি মুক্ত নির্বিচারে গতিপথ বরাবর চলতে শুরু করে। যেকোনো সময়ে, আমরা মূলের সাথে শরীরের অবস্থানকে সংযুক্ত করতে পারি, এবং ফলস্বরূপ সরলরেখাটি একটি ব্যাসার্ধ ভেক্টর ছাড়া আর কিছুই হবে না।
5) গতিবিদ্যা বিভাগ একটি ট্রাজেক্টোরির ধারণা ব্যবহার করে। এটি একটি সাধারণ অবিচ্ছিন্ন রেখা, যা বিভিন্ন আকারের একটি স্থানে নির্বিচারে অবাধ চলাচলের সময় একটি আদর্শিক শরীরের আন্দোলনের সময় তৈরি হয়। ট্র্যাজেক্টোরি, যথাক্রমে, রেকটিলাইন, বৃত্তাকার এবং ভাঙ্গা হতে পারে।
6) শরীরের গতিবিদ্যা অবিচ্ছেদ্যভাবে গতির মতো শারীরিক পরিমাণের সাথে যুক্ত। প্রকৃতপক্ষে, এটি একটি ভেক্টর পরিমাণ (এটি মনে রাখা খুবই গুরুত্বপূর্ণ যে একটি স্কেলার পরিমাণের ধারণাটি শুধুমাত্র ব্যতিক্রমী পরিস্থিতিতে এটির জন্য প্রযোজ্য), যা একটি আদর্শ শরীরের অবস্থানে পরিবর্তনের গতিকে চিহ্নিত করবে। গতি চলমান আন্দোলনের দিক নির্ধারণ করে এই কারণে এটি একটি ভেক্টর হিসাবে বিবেচিত হয়। ধারণাটি ব্যবহার করতে, আপনাকে অবশ্যই রেফারেন্সের ফ্রেম প্রয়োগ করতে হবে, যেমনটি আগে উল্লেখ করা হয়েছে।
7) গতিবিদ্যা, যার সংজ্ঞা বলেযে এটি আন্দোলনের কারণগুলিকে বিবেচনা করে না, কিছু পরিস্থিতিতে এটি ত্বরণকেও বিবেচনা করে। এটি একটি ভেক্টরের পরিমাণও, যা দেখায় যে সময়ের এককের বিকল্প (সমান্তরাল) পরিবর্তনের সাথে একটি আদর্শিক শরীরের বেগ ভেক্টর কতটা তীব্রভাবে পরিবর্তিত হবে। একই সময়ে কোন দিকে ভেক্টর - গতি এবং ত্বরণ - নির্দেশিত হয় তা জেনে, আমরা শরীরের নড়াচড়ার প্রকৃতি সম্পর্কে বলতে পারি। এটি হয় সমানভাবে ত্বরান্বিত হতে পারে (ভেক্টরগুলি একই) বা অভিন্নভাবে ধীর হতে পারে (ভেক্টরগুলি বিপরীত দিকে রয়েছে)।
8) কৌণিক বেগ। আরেকটি ভেক্টর পরিমাণ। নীতিগতভাবে, এর সংজ্ঞাটি আমরা পূর্বে দেওয়া সাদৃশ্যের সাথে মিলে যায়। প্রকৃতপক্ষে, শুধুমাত্র পার্থক্য হল যে পূর্বে বিবেচিত কেসটি ঘটেছে যখন একটি রেকটিলিনিয়ার ট্র্যাজেক্টোরি বরাবর চলছিল। এখানে আমরা একটি বৃত্তাকার গতি আছে. এটি একটি ঝরঝরে বৃত্ত, সেইসাথে একটি উপবৃত্ত হতে পারে। কৌণিক ত্বরণের জন্য অনুরূপ ধারণা দেওয়া হয়েছে।
পদার্থবিদ্যা। গতিবিদ্যা। সূত্র
আদর্শিত সংস্থাগুলির গতিবিদ্যা সম্পর্কিত ব্যবহারিক সমস্যা সমাধানের জন্য, বিভিন্ন সূত্রের একটি সম্পূর্ণ তালিকা রয়েছে। তারা আপনাকে ভ্রমণ করা দূরত্ব, তাত্ক্ষণিক, প্রাথমিক চূড়ান্ত গতি, শরীরের এই বা সেই দূরত্ব অতিক্রম করার সময় এবং আরও অনেক কিছু নির্ধারণ করার অনুমতি দেয়। আবেদনের একটি পৃথক কেস (ব্যক্তিগত) হল এমন পরিস্থিতি যেখানে একটি দেহের সিমুলেটেড ফ্রি পতন হয়। তাদের মধ্যে, ত্বরণ (a অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত) অভিকর্ষের ত্বরণ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় (g অক্ষর, সংখ্যাগতভাবে 9.8 m/s^2)।
তাহলে আমরা কী খুঁজে পেলাম? পদার্থবিদ্যা - গতিবিদ্যা (যার সূত্রএকে অপরের থেকে উদ্ভূত) - এই বিভাগটি সংশ্লিষ্ট আন্দোলনের কারণ হয়ে দাঁড়ানো বল পরামিতিগুলিকে বিবেচনায় না নিয়ে আদর্শিক সংস্থাগুলির গতিবিধি বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। পাঠক সর্বদা এই বিষয়টির সাথে আরও বিশদে পরিচিত হতে পারেন। পদার্থবিদ্যা (বিষয়টি "কাইনেমেটিক্স") অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি সংশ্লিষ্ট বিজ্ঞানের একটি বিশ্বব্যাপী বিভাগ হিসাবে যান্ত্রিকতার প্রাথমিক ধারণা দেয়৷
