এসএসসি পরীক্ষার প্রস্তুতি : পদার্থবিজ্ঞান তৃতীয় অধ্যায় : বল

প্রিয় ২০২০ সালের এসএসসি পরীক্ষার্থী বন্ধুরা, শুভেচ্ছা নিয়ো। আজ তোমাদের পদার্থবিজ্ঞান বিষয়ের ‘তৃতীয় অধ্যায় : বল’ থেকে একটি নমুনা সৃজনশীল প্রশ্ন ও তার উত্তর নিয়ে আলোচনা করব।
নিচের উদ্দীপকটি পড়ে প্রশ্নগুলোর উত্তর দাও।
ফারুক ৪ শম ভরের একটি বাক্স একটি মেঝের ওপর দিয়ে সমবলে টেনে নিলো। বাক্স ও মেঝের মধ্যকার ঘর্ষণ বলের মান হলো ১.৫ ঘ। বাক্সটি টেনে নেয়ায় এর ত্বরণ হলো ০.৮সং-২। এরপর বাক্সটিকে ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে একই বল প্রয়োগ করে টানা হলো।
(ক) সাম্য বল কাকে বলে? ১
(খ) ঘর্ষণ বল কেন উৎপন্ন হয়? ২
(গ) প্রথম ক্ষেত্রে বাক্সটির ওপর প্রযুক্ত বলের মান নির্ণয় করো। ৩
(ঘ) ঘর্ষণযুক্ত ও ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে ত্বরণের কিরূপ পরিবর্তন হবে? গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো। ৪
উত্তর : ক) সাম্য বল : কোনো বস্তুর ওপর একাধিক বল ক্রিয়া করলে যদি বলের লব্ধি শূন্য হয় অর্থাৎ বস্তুর কোনো ত্বরণ না হয়, তখন বস্তুটি সাম্যাবস্থায় থাকে। যে বলগুলো এই সাম্যাবস্থা সৃষ্টি করে তাদেরকে সাম্য বল বলে।
উত্তর : খ) ঘর্ষণ হলো যেকোনো দু’টি তলের অনিয়মিত প্রকৃতির ফল। প্রত্যেক বস্তুরই মসৃণ অথবা অমসৃণ দুই প্রকার তল থাকতে পারে। আপাতদৃষ্টিতে কোনো বস্তুর তলকে মসৃণ বলে মনে হলেও এ তলগুলো মসৃণ নয়। এর ওপর অনেক উঁচু নিচু খাঁজ আছে। যখন একটি বস্তু অন্য একটি বস্তুর ওপর দিয়ে গতিশীল হয়, তখন উভয় বস্তুর স্পর্শতলের এ খাঁজগুলো একটির ভেতর আরেকটি ঢুকে পরস্পরের সাথে আটকে যায়। যার ফলে একটি তলের ওপর দিয়ে অপর তলের গতি বাধাপ্রাপ্ত হয়ে ঘর্ষণ বলের সৃষ্টি হয়।
উত্তর : গ) এখানে টান বলের দুইটি অংশ থাকবে। প্রথমে ঐ ঘর্ষণ বলের সমপরিমাণ অর্থাৎ ১.৫ ঘ বল প্রয়োগ করে ঘর্ষণ বলকে অতিক্রম করার পর আরো এমন পরিমাণ বল প্রয়োগ করতে হবে, যাতে বাক্সের ত্বরণ ০.৮সং-২ হয়। একে আমরা বলি কার্যকরী বল।
আমরা জানি, প্রযুক্ত বল, ঋ=ঋ+সধ
=(১.৫+ ০.৮) ঘ = ৪.৭ ঘ
দেয়া আছে, বাক্সের ভর, স=৪ শম২.ত্বরণ, ধ=০.৮ সং-২
বাক্স ও মেঝের ঘর্ষণ বল, ঋ=১.৫ঘ, প্রযুক্ত বল, ঋ=?
সুতরাং প্রথম ক্ষেত্রে বাক্সটির ওপর প্রযুক্ত বলের মান ৪.৭ ঘ।
উত্তর : ঘ) ঘর্ষণযুক্ত মেঝেতে বাক্স ও মেঝের মধ্যকার ঘর্ষণ বল কাজ করে। এই ঘর্ষণ বল গতির বিরুদ্ধে কাজ করে বলে বস্তুর ত্বরণের পরিমাণ কম হয়; কিন্তু ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে কোনো বাধা থাকে না বলে ঘর্ষণ বল ঋ=০ হয়।
গাণিতিকভাবে, বাক্সে প্রযুক্ত মোট বল
ঋ= ৪.৭ ঘ
বাক্সের ভর, স=৪ শম২ ধরি, ত্বরণ=ধ
আমরা জানি, বল, ঋ=ঋ+সধ
বা, ঋ=০ + সধ
বা, ঋ=সধ
বা, সধ=ঋ
বা, ধ = ঋস
= ৪.৭৪
=১.১৭৫ সং-২
ত্বরণের পার্থক্য = (১.১৭৫-০.৮) সং-২
= ০.৩৭৫ সং-২
অর্থাৎ ঘর্ষণবিহীন মেঝেতে ত্বরণ, ঘর্ষণযুক্ত মেঝের ত্বরণের চেয়ে ০.৩৭৫ সং-২ বেশি হবে।