নবম দশম শ্রেনীর পদার্থ বিজ্ঞান ||তৃতীয় অধ্যায়||বল||-জাকির রুবেল
পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায় – নবম দশম শ্রেণি ।
পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায়ের জ্ঞানমূলক প্রশ্নের উত্তর :
১। বল কি? বা বল কাকে বলে?
উত্তরঃ বল হলো একটি বাহ্যিক কারণ, যা বস্তুর উপর প্রযুক্ত হয়ে এর গতির অবস্থার পরিবর্তন করে, বা করতে চায়।
২। স্পর্শ বল কি? বা স্পর্শ বল কাকে বলে?
উত্তরঃ যে বল সৃষ্টির জন্য দুটি বস্তুর প্রত্যক্ষ স্পর্শ প্রয়োজন হয়, তাকে স্পর্শ বল বলে।
৩। অস্পর্শ বল কি? বা অস্পর্শ বল কাকে বলে?
উত্তরঃ দুটি বস্তুর প্রত্যক্ষ স্পর্শ ছাড়াই যে বল ক্রিয়া করে, তাকে অস্পর্শ বল বলে।
৪। সাম্য বল কি? বা সাম্য বল কাকে বলে?
উত্তরঃ একাধিক বল যদি একই বিন্দুতে ক্রিয়াশিল থাকে এবং তাদের লব্ধি যদি শূন্য হয়, তবে তাকে সাম্য বল বলে।
৫। অসাম্য বল কি? বা অসাম্য বল কাকে বলে?
উত্তরঃ একাধিক বল যদি একই বিন্দুতে ক্রিয়াশিল থাকে এবং তাদের লব্ধি যদি শূন্য না হয়, তবে তাকে সাম্য বল বলে।
৬। ভরবেগ কি? বা ভরবেগ কাকে বলে?
উত্তরঃ বস্তুর ভর ও বেগের গুণফলকে ভরবেগ বলে।
৭। নিউটনের গতি বিষয়ক সুত্র কয়টি?
উত্তরঃ নিউটনের গতি বিষয়ক সুত্র তিনটি।
৮। নিউটনের গতি বিষয়ক প্রথম সুত্র লিখ।
উত্তরঃ বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু সুষম গতিতে সরল পথে চলতে থাকবে।
৯। নিউটনের গতি বিষয়ক দ্বিতীয় সুত্র লিখ।
উত্তরঃ বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুটির উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক। বল যেদিকে ক্রিয়া করে, বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন সেদিকে ঘটে।
১০। নিউটনের গতি বিষয়ক তৃতীয় সুত্র লিখ।
উত্তরঃ প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে।
১১। ভরবেগের সংরক্ষণ সুত্র লিখ।
উত্তরঃ একাধিক বস্তুর মধ্যে শুধু ক্রিয়া প্রতিক্রিয়া ছাড়া অন্য কোনো বল প্রযুক্ত না হলে নির্দিষ্ট দিকে তাদের ভরবেগের কোনো পরিবর্তন ঘটে না।
১২। ঘর্ষণ কি? ঘর্ষণ বলতে কি বুঝো?
উত্তরঃ দুটি বস্তু যদি পরস্পরের গা ঘেঁষে চলে, বা চলার চেষ্টা করে, তবে এদের বিভেদ তলে একটা বাধাদানকারী বলের উদ্ভব হয়। এই বাধাদানকারী বলকেই ঘর্ষণ বলে।
১৩। ঘর্ষণ কয় প্রকার?
উত্তরঃ ঘর্ষণ চার প্রকার।
১৪। বলের একক কি?
উত্তরঃ বলের একক নিউটন (N)।
১৫। বলের মাত্রা লিখ।
উত্তরঃ বলের মাত্রা [F] = MLT-2
১৬। ভরবেগের একক কি?
উত্তরঃ ভরভেগের একক kg ms-1
১৭। ভরবেগের মাত্রা লিখ।
উত্তরঃ ভরবেগের মাত্রা [P] = MLT-1
১৮। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের গাণিতিক রূপ কি?
উত্তরঃ নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের গাণিতিক রূপ F=ma
১৯। জড়তা কি? বা জড়তা কাকে বলে?
উত্তরঃ কোনো বস্তু যে অবস্থায় আছে, সেই অবস্থায়ই থাকতে চাওয়ার প্রবণতাকে বস্তুর জড়তা বলে।
২০। জড়তা কয় প্রকার?
উত্তরঃ জড়তা দুই প্রকার।
এরপর আমরা পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায়ের অনুধাবন প্রশ্নোত্তর নিয়ে আলোচনা করবো।
পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায়ের অনুধাবনমূলক প্রশ্নের উত্তর
১। 50N বল বলতে কি বুঝ?
উত্তরঃ বল হলো একটা বাহ্যিক কারণ, যা কোনো বস্তুর উপর প্রযুক্ত হয়ে বস্তুর গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায়।
যে পরিমাণ বল 1kg ভরের কোনো বস্তুর উপর প্রযুক্ত হয়ে 50ms-2 ত্বরণ সৃষ্টি করে, তাকে 50N বল বলে।
২। ঘর্ষণ বলতে কি বুঝ? উহা কত প্রকার ও কি কি?
উত্তরঃ দুটি বস্তু পরস্পরের গা ঘেঁষে চললে বা চলার চেষ্টা করলে, এদের বিভেদ তলে একটি বাঁধাদানকারী বলের উদ্ভব হয়, একে ঘর্ষণ বলে।
ঘর্ষণ চার প্রকার। যথা-
স্থিতি ঘর্ষণ;
পিছলানো ঘর্ষণ;
আবর্ত ঘর্ষণ;
প্রবাহী ঘর্ষণ।
৩। নিউটনের গতি বিষয়ক সুত্র তিনটি লিখ।
উত্তরঃ নিউটনের গতি বিষয়ক সুত্র তিনটি নিম্নরূপ-
১ম সুত্রঃ বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু সুষম গতিতে সরল পথে চলতে থাকবে।
২য় সুত্রঃ বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুটির উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক। বল যেদিকে ক্রিয়া করে, বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন সেদিকে ঘটে।
৩য় সুত্রঃ প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে।
৪। ঘর্ষণ কিভাবে হ্রাস করা যায়?
উত্তরঃ ঘর্ষণ হ্রাস করা যায় নিম্নলিখিত উপায়ে-
বিভেদ তল মসৃণ করে;
পিচ্ছিল কারক পদার্থ ব্যবহার করে;
বল বিয়ারিং ব্যবহার করে।
৫। ঘর্ষণ কিভাবে বৃদ্ধি করা যায়?
উত্তরঃ ঘর্ষণ বৃদ্ধি করা যায় নিম্নলিখিত উপায়ে-
বিভেদ তল অমসৃণ করে;
পাউডার জাতীয় পদার্থ ব্যবহার করে;
বিভেদ তলে খাঁজ কেটে।
৬। ঘর্ষণের সুবিধা সমূহ লিখ।
উত্তরঃ ঘর্ষণের সুবিধা সমূহ নিম্নরূপ-
এর ফলে আমরা হাটাচলা করতে পারি;
ঘর্ষণের ফলে রাস্তা-ঘাটে যান বাহন চলাচল করতে পারে;
কাঠে পেরেক আটকে থাকে ঘর্ষণের কারণে;
রশির বাঁধনও ঘর্ষণের কারণেই কার্যকর থাকে।
৭। ঘর্ষণের অসুবিধা সমূহ লিখ।
উত্তরঃ ঘর্ষণের অসুবিধা সমূহ নিম্নরূপ-
এর ফলে যন্ত্রপাতি ক্ষয় প্রাপ্ত হয়;
ঘর্ষণের কারণে তাপ উৎপন্ন;
শক্তির অপচয় হয় ঘর্ষণের কারণে;
বস্তু স্থানান্তরের অসুবিধাও ঘর্ষণের কারণেই কার্যকর থাকে।
পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায়ের আরো কিছু অনুধাবন প্রশ্নোত্তর নিয়ে এবারের আলোচনা।
বল অধ্যায়ের অতিরিক্ত অনুধাবন মূলক প্রশ্নের উত্তর
৮। জড়তা বলতে কি বুঝ? জড়তা কত প্রকার ও কি কি?
উত্তরঃ কোনো বস্তু যে অবস্থায় আছে, সেই অবস্থায়ই থাকতে চাওয়ার প্রবণতাকে বস্তুর জড়তা বলে।
জড়তা দুই প্রকার। যথা-
গতি জড়তা;
স্থিতি জড়তা।
৯। জড়তার সুত্র বলতে কি বুঝ?
উত্তরঃ নিউটনের গতি বিষয়ক প্রথম সূত্রকে জড়তার সুত্র বলা হয়।
নিউটনের গতি বিষয়ক সূত্রটি নিম্নরূপ-
বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু সুষম গতিতে সরল পথে চলতে থাকবে।
এখানে স্থির বস্তুর স্থির থাকাটা স্থিতি জড়তা, আর গতিশীল বস্তুর সুষম গতিতে চলতে থাকাটা গতি জড়তা।
সূত্রটি থেকে জড়তার সুস্পষ্ট ধারণা পাওয়া যায় বলে এই সূত্রটিকে জড়তার সুত্র বলে।
১০। বলের সূত্র বলতে কি বুঝ?
উত্তরঃ নিউটনের গতি বিষয়ক দ্বিতীয় সূত্রকে বলের সুত্র বলা হয়।
নিউটনের গতি বিষয়ক দ্বিতীয় সূত্রটি নিম্নরূপ-
বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুটির উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক। বল যেদিকে ক্রিয়া করে, বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন সেদিকে ঘটে।
এখানে বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন থেকে বলের পরিমাপ করা যায় বলে একে বলের সুত্র বলা হয়।
১১। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রটির গাণিতিক রূপ লিখ এবং প্রতিটি রাশির পরিচয় দাও।
উত্তরঃ নিউটনের গতি বিষয়ক দ্বিতীয় সূত্রের গাণিতিক রূপ: F=ma
এখানে-
F= বস্তুর উপর প্রযুক্ত বল;
m= বস্তুর ভর;
a= বল প্রয়োগের ফলে সৃষ্ট বস্তুটির ত্বরণ।
১২। ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্রটি নিউটনের তৃতীয় সূত্রের উপর প্রতিষ্ঠিত — ব্যাখ্যা করো।
উত্তরঃ নিউটনের তৃতীয় সূত্রটি নিম্নরূপ-
প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে।
অর্থাৎ বস্তুর ক্রিয়াবলের সমান ও বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া বল সৃষ্টি হয়। বল যেহেতু ভর ও ত্বরনের গুণফল, আর ভরবেগ হলো ভর ও বেগের গুণফল।
কোনো বস্তুর বেগ নির্ভরশীল ত্বরনের উপরে, তাই ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্র নির্ভর করে নিউটনের তৃতীয় সূত্রের উপরে।
জ্ঞান ও অনুধাবন মূলক প্রশ্নোত্তরের পরে আমরা চলে যাবো পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায়ের প্রয়োগ ও উচ্চতর দক্ষতার প্রশ্নোত্তরে।
পদার্থ বিজ্ঞান বল অধ্যায়ের প্রয়োগ ও উচ্চতর দক্ষতামূলক প্রশ্নের উত্তর
১। ঘর্ষণ একটি প্রয়োজনীয় উপদ্রব – ব্যাখ্যা করো ।
উত্তরঃ ঘর্ষণের অনেক অসুবিধা রয়েছে-
এর ফলে যন্ত্রপাতি ক্ষয় প্রাপ্ত হয়;
ঘর্ষণের কারণে তাপ উৎপন্ন;
শক্তির অপচয় হয় ঘর্ষণের কারণে;
বস্তু স্থানান্তরের অসুবিধাও ঘর্ষণের কারণেই কার্যকর থাকে।
এজন্য ঘর্ষণকে উপদ্রব হিসেবে দেখা হয়। কিন্তু আমাদের দৈনন্দিন জীবনে ঘর্ষণের প্রয়োজনীয়তা অনেক। যেমন-
এর ফলে আমরা হাটাচলা করতে পারি;
ঘর্ষণের ফলে রাস্তা-ঘাটে যান বাহন চলাচল করতে পারে;
কাঠে পেরেক আটকে থাকে ঘর্ষণের কারণে;
রশির বাঁধনও ঘর্ষণের কারণেই কার্যকর থাকে।
অনেক অসুবিধা থাকার কারণে ঘর্ষণকে উপদ্রব মনে করা হলেও এর প্রয়োজনীয়তা অপরিসীম, এজন্য ঘর্ষণকে প্রয়োজনীয় উপদ্রব বলা হয়।
২। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র থেকে প্রমাণ করো F=ma
বা, বস্তুর বল ও ভরের সম্পর্ক দেখাও।
বা, নিউটনের গতি বিষয়ক দ্বিতীয় সূত্র থেকে বল=ভর×ত্বরণ সম্পর্কটি প্রতিপাদন করো।
উত্তরঃ নিউটনের গতি বিষয়ক দ্বিতীয় সূত্রটি নিম্নরূপ-
বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুটির উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক। বল যেদিকে ক্রিয়া করে, বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন সেদিকে ঘটে।
মনেকরি, m ভরের কোনো বস্তুর উপর F বল প্রযুক্ত হলো এবং বস্তুটি t সময়ে u আদিবেগ থেকে উন্নীত হয়ে v শেষবেগ প্রাপ্ত হলো।
এক্ষেত্রে, বস্তুর আদি ভরবেগ =mu
এবং শেষ ভরবেগ =mv
তাহলে, t সময়ে বস্তুটির ভরবেগের পরিবর্তন =mv-mu
∴ ভরবেগের পরিবর্তনের হার =(mv-mu)/t
=m(v-u)t
=ma
যেহেতু a=(v-u)t
নিউটনের দ্বিতীয় সুত্রানুসারে, Fαma
বা, F=k.ma … … … …(i)
এখানে, k একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক।
একক বলের সংজ্ঞা হতে পাই, k=1, m=1 এবং a=1
তাহলে, (i) নং হতে পাই, 1=k.1×1
বা, k=1
এখন, k এর এই মান (i) নং এ বসিয়ে পাই, F=1.ma
বা, F=ma
অর্থাৎ, বল=ভর×ত্বরণ
এটিই বল ও ত্বরণের সম্পর্ক।
৩। চলন্ত বাস হঠাৎ ব্রেক করলে যাত্রীরা সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে – কারণ ব্যাখ্যা কর ।
উত্তরঃ গতি জড়তার সংজ্ঞা নিম্নরূপ-
বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে গতিশীল বস্তু সুষম গতিতে চলতে থাকে, গতিশীল বস্তুর গতিশীল থাকতে চাওয়ার প্রবণতাকেই গতি জড়তা বলে।
কোনো বাস যখন গতিশীল থাকে, তখন বাসের যাত্রী বাসের সাথে সাথে একই গতি প্রাপ্ত হয়। যখন বাস হঠাৎ ব্রেক করা হয়, তখন বাসের সাথে সাথে যাত্রীদের বাসের সাথে লেগে থাকা নিচের অংশ স্থিরাবস্থা প্রাপ্ত হয়। কিন্তু গতি জড়তার কারণে যাত্রীদের উপরের অংশ তখনো গতিশীল থাকতে চায়। নিচের অংশ থেমে যাওয়া আর উপরের অংশ গতিশীল থাকার কারণেই যাত্রীরা সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে।
অর্থাৎ গতি জড়তার কারণেই চলন্ত বাস হঠাৎ ব্রেক করলে যাত্রীরা সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে।
৪। থেমে থাকা বাস হঠাৎ চলতে শুরু করলে যাত্রীরা পেছনের দিকে হেলে পড়ে – কারণ ব্যাখ্যা কর ।
উত্তরঃ স্থিতি জড়তার সংজ্ঞা নিম্নরূপ-
বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে স্থির বস্তু আজীবন স্থির থাকে, স্থির বস্তুর স্থিতিশীল থাকতে চাওয়ার প্রবণতাকেই স্থিতি জড়তা বলে।
কোনো বাস যখন স্থিরাবস্থায় থাকে, তখন বাসের যাত্রী বাসের সাথে স্থিরাবস্থায়ই থাকে। যখন বাস হঠাৎ চলতে শুরু করে, তখন বাসের সাথে সাথে যাত্রীদের বাসের সাথে লেগে থাকা নিচের অংশ গতি প্রাপ্ত হয়। কিন্তু স্থিতি জড়তার কারণে যাত্রীদের উপরের অংশ তখনো স্থিতিশীলই থাকে। নিচের অংশ গতিশীল হওয়া আর উপরের অংশ স্থির থাকার কারণেই যাত্রীরা পেছনের দিকে হেলে পড়ে।
৫। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র থেকে প্রথম সূত্র প্রতিপাদন কর।
উত্তরঃ নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র থেকে পাই, F=ma
বা, ma=F
যদি বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হয়, তবে বল, F=0
তাহলে ma=0
বা, m(v-u)/t=0 [যেহেতু a=(v-u)/t]
বা, m(v-u)=0
হয়, m=0 অথবা v-u=0
ভর বস্তুর মৌলিক ধর্ম বলে m≠0
∴ v-u=0
বা, v=u
এখানে, শেষবেগ = আদিবেগ
অর্থাৎ বাহ্যিক বল প্রযুক্ত না হলে বস্তুর বেগের কোনো পরিবর্তন হয় না।
এটিই নিউটনের গতি বিষয়ক প্রথম সূত্র।
মন্তব্যসমূহ
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন