তৃতীয় অধ্যায় : বল
সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর
নিচের উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর লেখ।
রানা ও সুমনের ভর যথাক্রমে 60kg ও 50kg। তারা 400 kg ভরের একটি স্থির নৌকার দুই প্রান্তে দাঁড়িয়ে ছিল।
(ক) নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রটি লেখ।
(খ) নৌকা থেকে যাত্রী তীরে লাফ দিলে নৌকা পেছন দিকে সরে যায় কেন?
(গ) রানা নৌকাটি থেকে 10ms-1 বেগে লাফ দিলে নৌকার পশ্চাৎ বেগ কত হবে?
(ঘ) যদি রানা ও সুমন উভয়ে 5ms-1 বেগে নৌকা থেকে পরস্পর বিপরীত দিকে লাফ দেয় তবে নৌকার গতির কী অবস্থা হবে- গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।
উত্তর: (ক) নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র: কোনো বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যেদিকে প্রযুক্ত হয় ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকেই ঘটে।
(খ) ভরবেগের সংরক্ষণশীলতার নীতির জন্যই নৌকা থেকে যাত্রী তীরে লাফ দিলে নৌকা পেছন দিকে সরে যায়।
নৌকা থেকে যাত্রী তীরে লাফ দেওয়ার আগে নৌকা ও যাত্রী উভয়ের মোট ভরবেগ শূন্য ছিল। ভরবেগের সংরক্ষণশীলতার নীতি অনুসারে যাত্রী লাফ দেওয়ার পরও মোট ভরবেগ শূন্য হওয়ার কথা। কিন্তু যাত্রী যখন তীরে লাফ দেয় তখন তার বেগের জন্য একটি ভরবেগ সৃষ্টি হয়। মোট ভরবেগ শূন্য হওয়ার জন্য নৌকার মধ্যেও যাত্রীর সমান কিন্তু বিপরীতমুখী একটি ভরবেগ সৃষ্টি হয়। এই কারণে নৌকা থেকে যাত্রী তীরে লাফ দিলে নৌকা পেছন দিকে সরে যায়।
আরো পড়ুন : বল অধ্যায়ের ৬টি বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও উত্তর, ৩য় পর্ব, এসএসসি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান
(গ) এখানে, রানার ভর m1 = 60kg
সুমনের ভর m2 = 50kg
নৌকার ভর m3 = 400kg
সুমন ও নৌকার মোট ভর M = m2 + m3
= 400kg + 50kg
= 450kg
রানার আদিবেগ u1 = 0 ms-1
সুমন ও নৌকার আদিবেগ u2 = 0 ms-1
রানার শেষবেগ v1 = 10 ms-1
সুমনসহ নৌকার পশ্চাৎবেগ V = ?
আমরা জানি,
m1u1 + Mu2 = m1v1 + MV
বা, 60 × 0 + 450 × 0 = 60 ×10 + 450 × V
বা, 450 × V = - 60 ×10
বা, V = - 1.33 ms-1
সুতরাং সুমনসহ নৌকার পশ্চাৎ বেগ
V = - 1.33 ms-1
(ঘ) এখানে, রানার ভর m1 = 60kg
সুমনের ভর m2 = 50kg
নৌকার ভর m3 = 400kg
রানার আদিবেগ u1 = 0 ms-1
সুমনের আদিবেগ u2 = 0 ms-1
নৌকার আদিবেগ u3 = 0 ms-1
রানার শেষবেগ v1 = 5 ms-1
সুমনের শেষবেগ v2 = -5 ms-1
নৌকার শেষবেগ v3 = ?
আমরা জানি,
m1u1 + m2 u2 + m3u3 = m1v1 + m2 v2 + m3 v3
বা, 60 × 0 + 50 × 0 + 400 × 0
= 60 × 5 + 50 × (-5) + 400 × v3
বা, v3 = -0.125 ms-1
সুতরাং নৌকা -0.125 ms-1 বেগে সুমন যেদিকে লাফ দেয় সেদিকে গতিশীল হবে।
লেখক : প্রভাষক, পদার্থবিজ্ঞান বিভাগ
বীরশ্রেষ্ঠ নূর মোহাম্মদ পাবলিক কলেজ, ঢাকা
কবীর
