Creative Questionhardজড়তা এবং বলের ধারণা: নিউটনের প্রথম গতি সূত্র

ফারুক 10 kg10\,\text{kg} ভরের একটি বাক্স একটি মেঝের উপর দিয়ে সমবলে টেনে নিল। বাক্স ও মেঝের মধ্যকার ঘর্ষণ বলের মান হলো 1.5 N1.5\,\text{N}। বক্সটিকে টেনে নেওয়ায় এর ত্বরণ হলো 0.8ms−20.8 ms^{-2}। এরপর বক্সটিকে ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে একই বল প্রয়োগ করে টানা হলো।

ক · জ্ঞানসাম্য বল কাকে বলে?1

দুই বা ততোধিক বল একটি বস্তুর উপর প্রয়োগ করার পর বলগুলোর সম্মিলিত লব্ধি যদি শূন্য হয়, তাহলে বস্তুটির ত্বরণ থাকে না। এই অবস্থাকে সাম্য বল বলে।

খ · অনুধাবনঘর্ষণ বল কেন উৎপন্ন হয়?2

নিউটনের প্রথম সূত্র অনুযায়ী, গতিশীল কোনো বস্তু যদি থেমে যায়, তাহলে বুঝতে হবে ঐ বস্তুর উপর কোনো না কোনো বল প্রযুক্ত হয়েছে। ঘর্ষণ, বাতাসের বাধা, এ ধরনের বল বেগের বিপরীত দিকে কাজ করে বলে চলমান একটি বস্তু থেমে যায়। যদি এ ধরনের কোনো বল না থাকত, তাহলে সমবেগে চলতে থাকা একটি বস্তু অনন্তকাল ধরে সমবেগেই চলত।

গ · প্রয়োগপ্রথম ক্ষেত্রে বাক্সটির উপর প্রযুক্ত বলের মান নির্ণয় করো।3

দেওয়া আছে, বাক্সের ভর (m)=10 kg(m) = 10\,\text{kg}, ঘর্ষণ বল (F_ঘ) =1.5 N= 1.5\,\text{N}, ত্বরণ (a)=0.8 m/s2(a) = 0.8\,\text{m/s}^{2}। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, F_মোট = ma। এখানে, F_মোট = প্রযুক্ত বল (F) - ঘর্ষণ বল (F_ঘ) সুতরাং, F - F_ঘ = ma F=ma+F = ma + F_ঘ F=(10 kg×0.8 m/s2)+1.5 NF = (10\,\text{kg} \times 0.8\,\text{m/s}^{2}) + 1.5\,\text{N} F=8 N+1.5 NF = 8\,\text{N} + 1.5\,\text{N} F=9.5 NF = 9.5\,\text{N} প্রথম ক্ষেত্রে বাক্সটির উপর প্রযুক্ত বলের মান 9.5 N9.5\,\text{N}।

ঘ · উচ্চতর দক্ষতাঘর্ষণযুক্ত ও ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে ত্বরণের কীরূপ পরিবর্তন হবে? গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।4

ঘর্ষণযুক্ত মেঝের ক্ষেত্রে, আমরা (গ) থেকে পেয়েছি প্রযুক্ত বল (F)=9.5 N(F) = 9.5\,\text{N}। ঘর্ষণ বল (F_ঘ) =1.5 N= 1.5\,\text{N}। বাক্সের ভর (m)=10 kg(m) = 10\,\text{kg}। নিট বল (F_নেট) =F−= F - F_ঘ =9.5 N−1.5 N=8 N= 9.5\,\text{N} - 1.5\,\text{N} = 8\,\text{N}। ত্বরণ (a_1) = F_নেট /m=8 N/10 kg=0.8 m/s2/ m = 8\,\text{N} / 10\,\text{kg} = 0.8\,\text{m/s}^{2}। ঘর্ষণবিহীন মেঝের ক্ষেত্রে, প্রযুক্ত বল (F) একই থাকবে, অর্থাৎ F=9.5 NF = 9.5\,\text{N}। কিন্তু ঘর্ষণ বল F_ঘ =0 N= 0\,\text{N}। নিট বল (F_নেট) =F−0=9.5 N= F - 0 = 9.5\,\text{N}। ত্বরণ (a_2) = F_নেট /m=9.5 N/10 kg=0.95 m/s2/ m = 9.5\,\text{N} / 10\,\text{kg} = 0.95\,\text{m/s}^{2}। সুতরাং, ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে ত্বরণ (0.95 m/s2)(0.95\,\text{m/s}^{2}) ঘর্ষণযুক্ত মেঝের ত্বরণের (0.8 m/s2)(0.8\,\text{m/s}^{2}) চেয়ে বেশি হবে। এর কারণ হলো ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে ঘর্ষণ বল অনুপস্থিত থাকায় বস্তুর গতির বিরুদ্ধে কোনো বাধা থাকে না, ফলে একই প্রযুক্ত বলে বস্তুর ত্বরণ বৃদ্ধি পায়।

Source

SSC (Class 9-10) › Physics › Chapter 3: বল (Force) › Topic: জড়তা এবং বলের ধারণা: নিউটনের প্রথম গতি সূত্র

Aligned to the NCTB national curriculum.