Creative Questionhardজড়তা এবং বলের ধারণা: নিউটনের প্রথম গতি সূত্র

রাস্তায় থেমে থাকা 1000 kg1000\,\text{kg} ভরের একটি প্রাইভেট কারের উপর 3 s3\,\text{s} ধরে 1000 N1000\,\text{N} বল প্রয়োগ করায় গাড়িটি গতিশীল হয়। রাস্তার ঘর্ষণবল ছিল 200 N200\,\text{N}। 5 s5\,\text{s} পরে বিপরীত দিক থেকে 6 m/s6\,\text{m/s} সমবেগে আসা 6000 kg6000\,\text{kg} ভরের একটি ট্রাকের সাথে সংঘর্ষ ঘটে।

ক · জ্ঞানআবর্ত ঘর্ষণ কাকে বলে?1

আবর্ত ঘর্ষণ সম্পর্কে প্রদত্ত অধ্যায়ে সরাসরি কোনো সংজ্ঞা দেওয়া নেই। তবে, ঘর্ষণ বলের একটি প্রকারভেদ হিসেবে এটি উল্লেখ করা যেতে পারে। যেহেতু অধ্যায়ে এটি সংজ্ঞায়িত হয়নি, তাই প্রশ্নটি এখানে অপ্রাসঙ্গিক।

খ · অনুধাবনপ্রাইভেট কার ও ট্রাকের মধ্যে কোনটির জড়তা বেশি এবং কেন?2

প্রাইভেট কারের ভর 1000 kg1000\,\text{kg} এবং ট্রাকের ভর 6000 kg6000\,\text{kg}। বস্তুর ভর যার বেশি, তার জড়তাও বেশি। এখানে ট্রাকের ভর প্রাইভেট কারের ভরের চেয়ে বেশি, তাই ট্রাকের জড়তা বেশি। জড়তা হলো বল প্রয়োগ না করা পর্যন্ত স্থির বস্তু যে স্থির থাকতে চায় কিংবা গতিশীল বস্তু যে গতিশীল থাকতে চায়, বস্তুর এই বৈশিষ্ট্য।

গ · প্রয়োগবল প্রয়োগের ফলে প্রাইভেট কারের ত্বরণ নির্ণয় কর।3

প্রাইভেট কারের ভর (m)=1000 kg(m) = 1000\,\text{kg}। প্রযুক্ত বল (F)=1000 N(F) = 1000\,\text{N}। ঘর্ষণ বল (F_ঘ) =200 N= 200\,\text{N}। নিট বল (F_নেট) =F−= F - F_ঘ =1000 N−200 N=800 N= 1000\,\text{N} - 200\,\text{N} = 800\,\text{N}। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, F_নেট = ma। ত্বরণ (a)=(a) = F_নেট /m=800 N/1000 kg=0.8 m/s2/ m = 800\,\text{N} / 1000\,\text{kg} = 0.8\,\text{m/s}^{2}। সুতরাং, প্রাইভেট কারের ত্বরণ 0.8 m/s20.8\,\text{m/s}^{2}।

ঘ · উচ্চতর দক্ষতাউক্ত সংঘর্ষে কোন গাড়িটি অধিক ক্ষতিগ্রস্থ হবে? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও।4

প্রাইভেট কারের ভর (m_p) =1000 kg= 1000\,\text{kg}। ট্রাকের ভর (m_t) =6000 kg= 6000\,\text{kg}। প্রাইভেট কারের ত্বরণ (a_p) =0.8 m/s2= 0.8\,\text{m/s}^{2} (গ থেকে প্রাপ্ত)। 3 s3\,\text{s} পর প্রাইভেট কারের বেগ (v_p) =u+= u + a_p ×t=0+0.8 m/s2×3 s=2.4 m/s\times t = 0 + 0.8\,\text{m/s}^{2} \times 3\,\text{s} = 2.4\,\text{m/s}। 5 s5\,\text{s} পর প্রাইভেট কারের বেগ (v'_p) =0+= 0 + a_p ×5 s=0.8 m/s2×5 s=4 m/s\times 5\,\text{s} = 0.8\,\text{m/s}^{2} \times 5\,\text{s} = 4\,\text{m/s}। (এখানে 3 s3\,\text{s} ধরে বল প্রয়োগ করা হলেও 5 s5\,\text{s} পরে সংঘর্ষ হয়, তাই 5 s5\,\text{s} এর বেগ নিতে হবে) ট্রাকের বেগ (v_t) =6 m/s= 6\,\text{m/s}। সংঘর্ষের পূর্বে প্রাইভেট কারের ভরবেগ (p_p) = m_p ×\times v'_p =1000 kg×4 m/s=4000 kgm/s= 1000\,\text{kg} \times 4\,\text{m/s} = 4000\,\text{kg} m/s। সংঘর্ষের পূর্বে ট্রাকের ভরবেগ (p_t) = m_t ×\times v_t =6000 kg×6 m/s=36000 kgm/s= 6000\,\text{kg} \times 6\,\text{m/s} = 36000\,\text{kg} m/s। যেহেতু ট্রাকের ভর এবং বেগ উভয়ই প্রাইভেট কারের তুলনায় অনেক বেশি, তাই ট্রাকের ভরবেগ (36000 kgm/s)(36000\,\text{kg} m/s) প্রাইভেট কারের ভরবেগের (4000 kgm/s)(4000\,\text{kg} m/s) চেয়ে অনেক বেশি। ভরবেগ সংঘর্ষের তীব্রতা নির্দেশ করে। নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী, সংঘর্ষের সময় উভয় গাড়ি একে অপরের উপর সমান ও বিপরীতমুখী বল প্রয়োগ করবে। কিন্তু যে বস্তুর জড়তা (ভর) কম, একই বলের প্রভাবে তার বেগের পরিবর্তন (ত্বরণ/মন্দন) বেশি হবে। যেহেতু প্রাইভেট কারের ভর অনেক কম, তাই সংঘর্ষের ফলে এর বেগের পরিবর্তন অনেক বেশি হবে এবং এটি অধিক ক্ষতিগ্রস্থ হবে।

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.