HSC Physics First Paper Chepter 6 | Gravitation and Gravity | পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র | মহাকর্ষ| ও অভিকর্ষ | অধ্যায় ৬
পড়ন্ত বস্তুর ক্ষেত্রে গ্যালিলিওর সূত্র
প্রথম সূত্র: বায়ু শূন্যস্থানে স্থির অবস্থান থেকে সকল পড়ন্ত বস্তু সমান সময় সমান দূরত্ব অতিক্রম করবে।
দ্বিতীয় সূত্র: স্থির অবস্থা থেকে মুক্ত ভাবে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তু নির্দিষ্ট সময়ে যে প্রাপ্ত হয় তা উক্ত সময়ের সমানুপাতিক। অর্থাৎ সেকেন্ডে প্রাপ্ত হলে
তৃতীয় সূত্র: মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর নির্দিষ্ট সময়ে অতিক্রান্ত দূরত্ব উক্ত সময়ের বর্গের সমানুপাতিক। অর্থাৎ সেকেন্ডে দূরত্ব অতিক্রম করলে
➤ নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র সম্পর্কিত কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
- ১৬৮৭ সালে নিউটন সূত্রটি প্রমাণ করেন।
- মহাকর্ষ বল আকর্ষণধর্মী বল।
- এ বল বিপরীত বর্গীয় সূত্র মেনে চলে।
- মহাকাশ বল বস্তুদ্বয়ের ভর মধ্যবর্তী দূরত্বের উপর নির্ভর করে বস্তু দয়ের মধ্যবর্তী মাধ্যমের উপর নির্ভর করে না।
- মহাকাশে বলের মান পদার্থের আকৃতি প্রকৃতি অভিমুখ বা এদের মধ্যবর্তী মাধ্যমের উপর নির্ভর করে না।
➤ মহাকর্ষ সূত্রের ব্যবহার
- প্রাকৃতিক সম্পদের অনুসন্ধান।
- রেডিও বর্ণালী গবেষণা।
- কৃত্রিম উপগ্রহ স্থাপনে।
- কয়লা উত্তোলনে ।
- বিভিন্ন রকম খনিজ পদার্থ উত্তোলনে।
- মহাকাশ গবেষণা।
- কৃষ্ণগহ্বর গবেষণা।
- আকাশ থেকে নিচে নামতে প্যারাসুট ব্যবহার।
➤ ভারী বস্তুর চেয়ে হালকা বস্তুতে প্লবতা বা উর্ধ্বমুখী বল বেশি হওয়ায় তা দেরিতে মাটিতে পৌঁছায়।
➤ প্রয়োজনীয় তথ্যাবলী
- বিজ্ঞানী টলেমির মতে পৃথিবী সৌরজগতের কেন্দ্র এবং সূর্য গ্রহ উপগ্রহ সকলেই পৃথিবীকে কেন্দ্র করে বিভিন্ন জটিল কক্ষপথে আবর্তন করছে।
- বৈজ্ঞানিক কোপার্নিকাস সূর্যকে স্থির ধরে পৃথিবী তার চারদিকে আবর্তন করে এ কথা বলেন
- জ্যোতির্বিদ টাইকো ব্রাহে সূর্যকে স্থির ধরে পৃথিবী তার দিকে আবর্তন করে বলে এ কথা বলেন
➤ গবেষণালব্ধ ফলাফলের সহায়তায় এবং অন্যান্য পর্যবেক্ষণের সাহায্যে ১৬০৯ সালে ডেনমার্কেরজ্যোতির্বিদ কেপলার তিনটি সূত্র প্রদান করেন ।
কেপলারের সূত্র সমূহ
- প্রথম সূত্র (উপবৃত্তাকার সূত্র বা কক্ষের সূত্র) : সূর্যকে একটি ফোকাসে রেখে প্রত্যেকটি গ্রহ উপবৃত্তাকার পথে ঘুরছে।
- দ্বিতীয় সূত্র (ক্ষেত্রফলের সূত্র) : প্রত্যেকটি গ্রহ এমনভাবে ঘুরছে যে সূর্য ও গ্রহের সংযোজক কাল্পনিক লেখা সমান সময়ে সমান ক্ষেত্রফল অতিক্রম করে।
- তৃতীয় সূত্র (সময়ের সূত্র) : সূর্যের চারদিকে প্রতিটি গ্রহের আবর্তন কালের বর্গ তাদের গড় দূরত্বের ঘনফলের সমানুপাতিক।
কেপলারের সূত্র বিশ্লেষণে নিম্নলিখিত বিষয়গুলি লক্ষণীয়
- গ্রহের আবর্তন কালের ভরের উপর নির্ভর করে না।
- সূর্য থেকে গ্রহের গড় দূরত্ব যতই কম হয় অর্থাৎ গ্রহ সূর্যের যত নিকটে থাকে এর আবর্তন কাল তত কম হয়।
- নিউটনের সূত্র থেকে কেপলারের সূত্র প্রতিপাদন করা যায়।
অভিকর্ষজ ত্বরণ ও মহাকর্ষীয় ধ্রুবক এর মধ্যে সম্পর্ক
গ্রহের অভিকর্ষজ ত্বরণ নির্ভর করে ঐ গ্রহের ভর ও ব্যাসার্ধের উপর।
অভিকর্ষজ ত্বরণের বৈশিষ্ট্য
- আকর্ষিত বস্তুর প্রকৃতির উপর নির্ভর করে না।
- স্থানভেদে এর মান পরিবর্তিত হয় অর্থাৎ বস্তু নিরপেক্ষ হলেও স্থান নিরপেক্ষ নয়।
- অভিকর্ষজ ত্বরণের একক ও মাত্রা সাধারণ ত্বরণের অনুরূপ।
- অভিকর্ষজ ত্বরণ অভিকর্ষ প্রাবল্যের সমান।
- অভিকর্ষজ ত্বরণ এর তারতম্য।
তিনটি কারণে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান পরিবর্তন ঘটে -
- উচ্চতর ক্রিয়া
- অক্ষাংশ ক্রিয়া বা পৃথিবীর আকৃতির জন্য
- পৃথিবীর ঘূর্ণন ক্রিয়া বা আহ্নিক গতির জন্য
পৃথিবীর বিভিন্ন অঞ্চলে অভিকর্ষজ ত্বরণ এর মান
- মেরু অঞ্চলে
- বিষুবীয় অঞ্চলে
- ক্রান্তীয় অঞ্চলে
- ঢাকায়
- রাজশাহীতে
- অক্ষাংশে
- মঙ্গল গ্রহে
- বৃহস্পতি গ্রহ
- চাঁদে
অভিকর্ষজ ত্বরণ এর তাৎপর্য
অভিকর্ষজ ত্বরণ এর মান দ্বারা মুক্তভাবে পড়ন্ত বস্তুর বেগ প্রতি সেকেন্ডে হারে বারে বোঝায়
ভরের বস্তুর ওজন
অভিকর্ষজ ত্বরণের মান সম্পর্কিত আরো গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
- ভূপৃষ্ঠে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান সবচেয়ে বেশি এবং ভূকেন্দ্রে অভিকর্ষজ ত্বরণ এর মান শূন্য
- মেরু অঞ্চলের অভিকর্ষজ ত্বরণ এর মান বেশি বলে বস্তুর ওজনও বেশি
- বিষুবীয় অঞ্চলে অভিকর্ষজ ত্বরণ এর মান কম বলে বস্তুর ওজনও কম
- ভূপৃষ্ঠ হতে উপরের দিকে গেলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কমতে থাকে এবং ভূ-অভ্যন্তরের দিকে অগ্রসর হলেও অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কমতে থাকে
- অক্ষাংশ বৃদ্ধি পেলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান বৃদ্ধি পায় অক্ষাংশ হ্রাস পেলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান হ্রাস পায়
- চাঁদের অভিকর্ষজ ত্বরণের মান ভূপৃষ্ঠের অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের ১/৬ অংশ সূর্যের 27 গুণ।
গুরুত্বপূর্ণ তথ্যাবলী
- পৃথিবীর ঘূর্ণন ক্রিয়ায় সৃষ্ট কেন্দ্রমুখী বল প্রশমিত করায় মেরু অঞ্চলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান অল্প কমে এবং বিষুবীয় অঞ্চলে বেশি কমে
- সমুদ্রপৃষ্ঠে এবং অক্ষাংশে অভিকর্ষণের মানকে আদর্শ ধরা হয় এই আদর্শ মান
- অভিকর্ষজ ত্বরণের মান থেকে পৃথিবীর গড় ঘনত্ব সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়
- পৃথিবীর কেন্দ্রে যদি কোন বস্তু নিয়ে যাওয়া হয় তাহলে বস্তুর উপর পৃথিবীর কোন আকর্ষণ থাকে না
- মঙ্গল গ্রহের অভিকর্ষজ ত্বরণের মান
- মহাকর্ষীয় ধ্রুবক স্কেলার রাশি
- অভিকর্ষজ ত্বরন ভেক্টর রাশি
- মহাকর্ষীয় ধ্রুবক এর মান বস্তুর ভরের উপর/ভূ কেন্দ্র হতে বস্তির দূরত্বের উপর নির্ভর করে না
- বস্তুর ভরের উপর নির্ভর করে না কিন্তু ভূকেন্দ্র হতে বস্তুর দুরুত্বের উপর নির্ভর করে
অভিকর্ষজ কেন্দ্র বা ভারকেন্দ্র
- যে বিন্দুতে বস্তুর সমস্ত ভর কেন্দ্রীভূত মনে করা হয়
- ভরকেন্দ্র বল প্রয়োগে বস্তু শুধুমাত্র রৈখিক গতি প্রাপ্ত হয় কোন প্রকার বৃত্তীয় বা কৌণিক গতি প্রাপ্ত হয় না
- সাধারণত ভরকেন্দ্র বা ভারকেন্দ্র অভিন্ন
- ক্ষেত্রবিশেষ অভিকর্ষ কেন্দ্র বস্তুর বাইরেও থাকতে পারে
প্রয়োজনীয় বস্তুর ভার কেন্দ্র
- সুষমবৃত্ত আংটি ফাঁপা বা নিরেট গোলক ভারকেন্দ্রের অবস্থান জ্যামিতিক কেন্দ্র
- সুষম সামান্তরিক বা আয়ত ক্ষেত্র ভারকেন্দ্রিক অবস্থান কর্ণদ্বয়ের ছেদবিন্দুতে
- সুষম ত্রিভুজ আকৃতির পাত মধ্য মাত্রয়ের ছেদবিন্দু
- সুষমদণ্ড মধ্যবিন্দু
- সুষম সিলিন্ডার বা বেলুন আকৃতির দন্ড বা চোঙ অক্ষের মধ্যবিন্দু
- নমনীয় কঠিন পদার্থ নির্দিষ্ট কোন ভারকেন্দ্র নেই
ওজোন হীনতা
পৃথিবী প্রদক্ষিণ কালে নভোচারী ওজনহীনতা অনুভব করে
পানি ভর্তি বালতির উল্লম্ব তলে ঘূর্ণনরত অবস্থায় পানির কোন ওজন থাকে না এবং পানি পড়ে যায় না
মহাকর্ষীয় ধ্রুবক এর প্রয়োগ
- পৃথিবীর ভর নির্ণয়
- সূর্যের ভর নির্ণয়
- পৃথিবীর উপাদানের গড় ঘনত্ব নির্ণয়
- গ্রহের পর্যায় কাল চক্রের ব্যাসার্ধের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপনে
মহাকর্ষীয় ধ্রুবক নির্ণয়ের পদ্ধতি
- পাহাড় ও খনি পদ্ধতি
- কেভিডিসের পদ্ধতি
- পরীক্ষাগার পদ্ধতি
নিয়মিত পরিয়েন
উত্তরমুছুন