বিজ্ঞান • ৯ম-১০ম শ্রেণি • দশম অধ্যায়
এসো বলকে জানি
জড়তা · বল · নিউটনের গতিসূত্র · ঘর্ষণ বল · মৌলিক বল — সম্পূর্ণ ক্লাসনোট
বল: কোনো বস্তুর উপর অন্য বস্তুর ধাক্কা বা টানাকে বল বলে। বল প্রয়োগ করে স্থির বস্তুকে গতিশীল, গতিশীল বস্তুকে স্থির এবং বস্তুর গতির দিক ও আকার-আকৃতি পরিবর্তন করা যায়।
১০.১.১ জড়তা (Inertia)
জড়তা: বস্তু যে অবস্থায় আছে, সেই অবস্থায় থাকতে চাওয়ার প্রবণতাই হলো জড়তা।
| জড়তার প্রকার | সংজ্ঞা | উদাহরণ |
|---|---|---|
| স্থিতি জড়তা | স্থির বস্তুর স্থির থাকতে চাওয়ার প্রবণতা | গ্লাসের উপর কার্ড রেখে কয়েন রাখলে হঠাৎ কার্ড সরালে কয়েন গ্লাসে পড়ে |
| গতি জড়তা | গতিশীল বস্তুর সমবেগে গতিশীল থাকতে চাওয়ার প্রবণতা | চলন্ত বাস হঠাৎ থামলে যাত্রী সামনে ঝুঁকে পড়েন |
জড়তার ব্যবহারিক উদাহরণ:
• থেমে থাকা বাস হঠাৎ চললে যাত্রী পেছনে হেলে পড়েন (স্থিতি জড়তা)।
• চলন্ত বাস থেকে নামতে গেলে সামনে হুমড়ি খেয়ে পড়তে পারেন (গতি জড়তা)।
• গাড়িতে সিটবেল্ট পরা আবশ্যক — হঠাৎ ব্রেক করলে জড়তার কারণে চালক উইন্ডস্ক্রিনে আঘাত পান।
• বাস/গাড়ি বাঁক নিলে যাত্রী অন্য পাশে ছিটকে পড়েন — কারণ আরোহীর শরীর সরলপথে গতিশীল থাকতে চায়।
• থেমে থাকা বাস হঠাৎ চললে যাত্রী পেছনে হেলে পড়েন (স্থিতি জড়তা)।
• চলন্ত বাস থেকে নামতে গেলে সামনে হুমড়ি খেয়ে পড়তে পারেন (গতি জড়তা)।
• গাড়িতে সিটবেল্ট পরা আবশ্যক — হঠাৎ ব্রেক করলে জড়তার কারণে চালক উইন্ডস্ক্রিনে আঘাত পান।
• বাস/গাড়ি বাঁক নিলে যাত্রী অন্য পাশে ছিটকে পড়েন — কারণ আরোহীর শরীর সরলপথে গতিশীল থাকতে চায়।
⚡
নিউটনের তিনটি গতিসূত্র
নিউটনের প্রথম গতিসূত্র (জড়তার সূত্র)
বাইরে থেকে কোনো বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু স্থিরই থাকবে এবং সমবেগে চলতে থাকা বস্তু সমবেগে চলতে থাকবে।
নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র (F = ma)
বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক। অর্থাৎ কোনো বস্তুর ভর m এবং তুরণ a হলে বল F = ma।
নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র (ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া)
প্রতিটি ক্রিয়া বলেরই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া বল আছে।
গুরুত্বপূর্ণ রাশি ও সংজ্ঞা
ভরবেগ (p): ভর এবং বেগের গুণফল। কোনো বস্তুর ভর m এবং বেগ v হলে ভরবেগ p = mv।
তুরণ (a): বেগের পরিবর্তনের হার। কোনো বস্তুর বেগ t সময়ে u থেকে v হলে a = (v−u)/t।
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র
F = m(v−u)/t = ma
ভরবেগ
p = mv
নিউটন (N): বলের একক। যে পরিমাণ বল ১ কিলোগ্রাম ভরের কোনো বস্তুর ওপর প্রযুক্ত হয়ে ১ মিটার/সেকেন্ড² তুরণ সৃষ্টি করে, তাকে ১ নিউটন বলে।
📌 সংখ্যাত্মক উদাহরণ
একটি বস্তুর ভর ২০ কেজি। এর ওপর একটি বল প্রয়োগ হওয়ায় এর তুরণ হলো ২ মি./সে²। প্রযুক্ত বলের মান কত ছিল?
দেওয়া আছে: m = ২০ কেজি, a = ২ মি./সে²
সূত্র: F = ma
F = ২০ × ২ = ৪০ নিউটন
সূত্র: F = ma
F = ২০ × ২ = ৪০ নিউটন
১০.৩ ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া বল
মূল কথা: A বস্তু যদি B বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করে, তাহলে B বস্তু A বস্তুর উপর বিপরীত দিকে সমান বল প্রয়োগ করে।
ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া বল সবসময়ই দুটি ভিন্ন বস্তুর ওপর কাজ করে — কখনোই একই বস্তুর ওপর কাজ করে না।
প্রতিক্রিয়া বল ততক্ষণই থাকে, যতক্ষণ পর্যন্ত ক্রিয়া বল থাকে।
ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া বল সবসময়ই দুটি ভিন্ন বস্তুর ওপর কাজ করে — কখনোই একই বস্তুর ওপর কাজ করে না।
প্রতিক্রিয়া বল ততক্ষণই থাকে, যতক্ষণ পর্যন্ত ক্রিয়া বল থাকে।
হাঁটতে পারি কারণ
পা দিয়ে মাটিতে ধাক্কা দিই (ক্রিয়া), মাটি আমাদের শরীরে সমান ও বিপরীত বল দেয় (প্রতিক্রিয়া)।
নৌকা এগিয়ে যায়
মাঝি লগি দিয়ে নদীর মাটিতে ধাক্কা দেন, মাটি বিপরীতমুখী বল দেয় — নৌকা এগিয়ে যায়।
বেলুন উড়ে যায়
বেলুন বাতাসের উপর বল প্রয়োগ করে, বাতাসও বেলুনের উপর বল প্রয়োগ করে — বেলুন বিপরীত দিকে ছোটে।
বালুতে হাঁটতে অসুবিধা
বালু সরে যায়, তাই প্রতিক্রিয়া বল ঠিকমতো পাওয়া যায় না।
🌌
প্রকৃতিতে মাত্র চার রকমের মৌলিক বল রয়েছে। বাকি সব বল এই চারটির কোনো না কোনোটির প্রকাশ।
| মৌলিক বল | ইংরেজি নাম | পরিসর | বৈশিষ্ট্য |
|---|---|---|---|
| মহাকর্ষ বল | Gravitational Force | অসীম | সবচেয়ে দুর্বল; ভরের কারণে বস্তুতে বস্তুতে আকর্ষণ |
| তড়িৎ চৌম্বক বল | Electromagnetic Force | অসীম | মহাকর্ষের চেয়ে ১০³⁶ গুণ শক্তিশালী; চার্জিত কণার মধ্যে |
| দুর্বল নিউক্লীয় বল | Weak Nuclear Force | ১০⁻¹⁷ m | তড়িৎ চৌম্বক বলের চেয়ে দুর্বল; β-ক্ষয়ের কারণ |
| সবল নিউক্লীয় বল | Strong Nuclear Force | ১০⁻¹⁵ m | সবচেয়ে শক্তিশালী; প্রোটন-নিউট্রনকে নিউক্লিয়াসে ধরে রাখে |
গুরুত্বপূর্ণ তথ্য:
• বিজ্ঞানীরা সব বলকে একটি সূত্রে ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করছেন।
• তড়িৎ চৌম্বক ও দুর্বল নিউক্লীয় বলকে একই সূত্রে ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়েছে — একে বলে ইলেক্ট্রো-উইক বল।
• সূর্য থেকে আলো ও তাপ সবল নিউক্লীয় বলের কারণে তৈরি হয়।
• নিউক্লিয়ার বোমার শক্তির উৎস এই বল।
• বিজ্ঞানীরা সব বলকে একটি সূত্রে ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করছেন।
• তড়িৎ চৌম্বক ও দুর্বল নিউক্লীয় বলকে একই সূত্রে ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়েছে — একে বলে ইলেক্ট্রো-উইক বল।
• সূর্য থেকে আলো ও তাপ সবল নিউক্লীয় বলের কারণে তৈরি হয়।
• নিউক্লিয়ার বোমার শক্তির উৎস এই বল।
🔧
ঘর্ষণ বল: দুটি তলের সংস্পর্শে কোনো বস্তুর গতির বিপরীত দিকে যে বল সৃষ্টি হয়, তাকে ঘর্ষণ বল বলে। অণুবীক্ষণ যন্ত্রে দেখলে দেখা যায় সব তলই অমসৃণ।
১০.৫.১ ঘর্ষণের প্রকারভেদ
| প্রকার | সংজ্ঞা | উদাহরণ |
|---|---|---|
| স্থিতি ঘর্ষণ Static Friction |
দুটি বস্তু পরস্পরের সাপেক্ষে স্থির থাকলে যে ঘর্ষণ বল | হাঁটতে পারি; পায়ের তলা মাটিতে স্থিতি ঘর্ষণে আটকে থাকে |
| গতি ঘর্ষণ Kinetic Friction |
একটি বস্তু অন্যের সাপেক্ষে চলমান হলে যে ঘর্ষণ বল | সাইকেলের ব্রেক চেপে ধরলে চাকা থেমে যায় |
| আবর্ত ঘর্ষণ Rolling Friction |
একটি তলের উপর বস্তু গড়িয়ে চললে যে ঘর্ষণ | সবচেয়ে ছোট; তাই সব যানবাহনে চাকা লাগানো হয় |
| প্রবাহী ঘর্ষণ Fluid Friction |
কোনো বস্তু তরল বা বায়বীয় পদার্থের ভেতর দিয়ে গেলে যে ঘর্ষণ | প্যারাসুট নিয়ে বাতাসের প্রবাহী ঘর্ষণে ধীরে নামা যায় |
ঘর্ষণ বল সবসময়ই বেগের বিপরীত দিকে কাজ করে। স্থিতি ঘর্ষণ > গতি ঘর্ষণ > আবর্ত ঘর্ষণ।
১০.৫.২ ঘর্ষণ বাড়ানো-কমানো
ঘর্ষণ কমানোর উপায়:
- পৃষ্ঠতলকে যত সম্ভব মসৃণ করা (মসৃণ পৃষ্ঠে গতি ঘর্ষণ কম)।
- তেল, মবিল বা গ্রিজজাতীয় পিচ্ছিলকারী পদার্থ (লুব্রিকেন্ট) ব্যবহার।
- চাকা বা বল বিয়ারিং ব্যবহার করা (বড় গতি ঘর্ষণের পরিবর্তে ছোট আবর্ত ঘর্ষণ)।
- গাড়ি-বিমানের ডিজাইন এমনভাবে করা যেন বাতাস স্ট্রিম লাইন করে পৃষ্ঠদেশের ওপর দিয়ে যেতে পারে।
- যে দুটি পৃষ্ঠদেশে ঘর্ষণ হয়, তারা যদি খুব অল্প জায়গায় স্পর্শ করে তাহলে ঘর্ষণ কমে।
- লম্বভাবে আরোপিত বল কমালে ঘর্ষণ কমানো যায়।
ঘর্ষণ বাড়ানোর উপায়:
- যে দুটি তলে ঘর্ষণ হচ্ছে সেগুলো অমসৃণ বা খসখসে করে তোলা।
- যে দুটি তলে ঘর্ষণ হয়, সেগুলো আরো জোরে চেপে ধরার ব্যবস্থা করা।
- ঘর্ষণরত তল দুটির মাঝে গতিকে থামিয়ে স্থির করে ফেলা (স্থির ঘর্ষণ > গতি ঘর্ষণ)।
- ঘর্ষণরত তলের মাঝে খাঁজ কাটা বা ঢেউ খেলানো করা।
- বাতাস বা তরলের ঘনত্ব বাড়ানো।
- বাতাস বা তরলে ঘর্ষণরত পৃষ্ঠদেশ বাড়িয়ে দেওয়া।
- চাকা বা বল বিয়ারিং সরিয়ে দেওয়া।
১০.৫.৩ ঘর্ষণ: একটি প্রয়োজনীয় উপদ্রব
ঘর্ষণের অসুবিধা: তাপ সৃষ্টি করে শক্তির অপচয় হয়। গাড়ি, প্লেন, জাহাজ, সাবমেরিনে অতিরিক্ত জ্বালানি খরচ হয়।
ঘর্ষণের সুবিধা: হাঁটতে পারি, গাড়ি চলে, লিখতে পারি, দালান গড়ি, প্যারাসুটে নিরাপদে নামা যায়। ঘর্ষণ না থাকলে এই কাজগুলো করা সম্ভব হতো না।
ঘর্ষণের সুবিধা: হাঁটতে পারি, গাড়ি চলে, লিখতে পারি, দালান গড়ি, প্যারাসুটে নিরাপদে নামা যায়। ঘর্ষণ না থাকলে এই কাজগুলো করা সম্ভব হতো না।
📝
🎯 বহুনির্বাচনি প্রশ্ন (MCQ) — গুরুত্বপূর্ণ সেট
১. গাছ থেকে একটি ফল মাটিতে পড়ল — এটি কোন বলের উদাহরণ?
(ক) মহাকর্ষ বল
(খ) চৌষক বল
(গ) তড়িৎ চৌষক বল
(ঘ) দুর্বল নিউক্লীয় বল
✅ উত্তর: (ক) মহাকর্ষ বল
২. বলের বৈশিষ্ট্য হচ্ছে, এটি —
i. গতিশীল বস্তুর গতির পরিবর্তন করে
ii. বস্তুর আকার-আকৃতি পরিবর্তন করে
iii. স্থির বস্তুকে গতিশীল করে
নিচের কোনটি সঠিক?
i. গতিশীল বস্তুর গতির পরিবর্তন করে
ii. বস্তুর আকার-আকৃতি পরিবর্তন করে
iii. স্থির বস্তুকে গতিশীল করে
নিচের কোনটি সঠিক?
(ক) i ও ii
(খ) i ও iii
(গ) ii ও iii
(ঘ) i, ii ও iii
✅ উত্তর: (ঘ) i, ii ও iii
৩. মেঝেতে থাকা একটি স্থির বস্তুতে ২ নিউটন বল প্রয়োগ করায় এর তুরণ ৪ মি./সে² হলো। বস্তুর ভর কত?
(ক) ২০০ গ্রাম
(খ) ৪০০ গ্রাম
(গ) ৫০০ গ্রাম
(ঘ) ৭৫০ গ্রাম
✅ উত্তর: (গ) ৫০০ গ্রাম [F=ma → m = F/a = 2/4 = 0.5 kg = 500 g]
৪. উপরের উদ্দীপকে বল প্রয়োগ বন্ধ করলে বস্তুটি থেমে গেল। কোন বলের কারণে থেমে গেল?
(ক) ঘর্ষণ বল
(খ) মহাকর্ষ বল
(গ) তড়িৎ চৌম্বক বল
(ঘ) নিউক্লীয় বল
✅ উত্তর: (ক) ঘর্ষণ বল
৫. নিউটনের প্রথম গতিসূত্র থেকে কোন বিষয়টি জানা যায়?
(ক) বলের পরিমাণ
(খ) বস্তুর জড়তা ও বলের ধারণা
(গ) ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া
(ঘ) তুরণের পরিমাণ
✅ উত্তর: (খ) বস্তুর জড়তা ও বলের ধারণা
৬. ঘর্ষণের কোন ধরনটি সবচেয়ে ছোট?
(ক) স্থিতি ঘর্ষণ
(খ) গতি ঘর্ষণ
(গ) আবর্ত ঘর্ষণ
(ঘ) প্রবাহী ঘর্ষণ
✅ উত্তর: (গ) আবর্ত ঘর্ষণ
৭. সবল নিউক্লীয় বল কোথায় কাজ করে?
(ক) যেকোনো দূরত্বে
(খ) ১০⁻¹৭ m দূরত্বে
(গ) ১০⁻¹৫ m দূরত্বে
(ঘ) ১০⁻¹০ m দূরত্বে
✅ উত্তর: (গ) ১০⁻¹⁵ m দূরত্বে
৮. ১ নিউটন = ?
(ক) ১ kg × ১ m/s
(খ) ১ kg × ১ m/s²
(গ) ১ g × ১ m/s²
(ঘ) ১ kg × ১ cm/s²
✅ উত্তর: (খ) 1 kg × 1 m/s²
৯. গাড়িতে চাকা ব্যবহার করা হয় কারণ —
(ক) স্থিতি ঘর্ষণ কমাতে
(খ) গতি ঘর্ষণকে আবর্ত ঘর্ষণে পরিণত করে ঘর্ষণ কমাতে
(গ) প্রবাহী ঘর্ষণ কমাতে
(ঘ) ওজন কমাতে
✅ উত্তর: (খ) গতি ঘর্ষণকে আবর্ত ঘর্ষণে পরিণত করে
১০. চলন্ত বাস হঠাৎ থামলে যাত্রী সামনে ঝুঁকে পড়েন। এটি কিসের উদাহরণ?
(ক) স্থিতি জড়তা
(খ) গতি জড়তা
(গ) নিউটনের তৃতীয় সূত্র
(ঘ) ঘর্ষণ বল
✅ উত্তর: (খ) গতি জড়তা
১১. তড়িৎ চৌম্বক বল মহাকর্ষ বলের চেয়ে কত গুণ শক্তিশালী?
(ক) ১০²⁰ গুণ
(খ) ১০³⁶ গুণ
(গ) ১০¹০ গুণ
(ঘ) ১০৫ গুণ
✅ উত্তর: (খ) ১০³⁶ গুণ
১২. ভরবেগের সূত্র কোনটি?
(ক) p = m/v
(খ) p = mv²
(গ) p = mv
(ঘ) p = ma
✅ উত্তর: (গ) p = mv
✍️ সৃজনশীল প্রশ্ন (CQ/SQ) — গুরুত্বপূর্ণ সেট
রাফি একটি মেঝেতে থাকা ৫ কেজি ভরের বাক্সের উপর ১০ নিউটন বল প্রয়োগ করল। কিছুদূর যাওয়ার পর বাক্সটি থেমে গেল। রাফির বন্ধু বলল, "যদি সত্যিই সব বল বন্ধ করে দেওয়া যেত, তাহলে বাক্সটি কখনো থামত না।"
- জ্ঞান: জড়তা কী?
- অনুধাবন: রাফির বাক্সটি কেন থেমে গেল? ব্যাখ্যা করো।
- প্রয়োগ: রাফির বাক্সটির তুরণ কত ছিল?
- উচ্চতর দক্ষতা: রাফির বন্ধুর উক্তিটি কোন সূত্রের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ? বিশ্লেষণ করো।
সিয়াম লক্ষ করলো, বাসে উঠে বসার পর বাস হঠাৎ চললে সে পেছনে হেলে পড়ে। আবার চলন্ত বাস থেকে নামার সময় সামনে হুমড়ি খেয়ে পড়তে পারে। সিয়াম এই ঘটনাগুলো নিয়ে বিজ্ঞান স্যারের কাছে প্রশ্ন করল।
- জ্ঞান: স্থিতি জড়তা ও গতি জড়তার সংজ্ঞা লেখো।
- অনুধাবন: বাস হঠাৎ চললে সিয়াম কেন পেছনে হেলে পড়ে?
- প্রয়োগ: সিটবেল্ট না পরলে হঠাৎ ব্রেক করলে কী ঘটতে পারে এবং কেন?
- উচ্চতর দক্ষতা: জড়তার কারণে সৃষ্ট দুর্ঘটনা প্রতিরোধে কোন কোন ব্যবস্থা নেওয়া যায়?
নাবিল একটি কাঠের বাক্সকে মেঝের উপর ঠেলে নিয়ে যেতে চায়। সে লক্ষ করল, বাক্সটি নড়াতে প্রথমে অনেক বেশি বল লাগে, কিন্তু একবার নড়তে শুরু করলে কম বল লাগে। আবার মেঝেতে তেল দেওয়ার পর আরও কম বল লাগে।
- জ্ঞান: ঘর্ষণ বল কী? এটি কোন দিকে কাজ করে?
- অনুধাবন: প্রথমে বেশি বল এবং পরে কম বল লাগার কারণ ব্যাখ্যা করো।
- প্রয়োগ: তেল ব্যবহার করলে ঘর্ষণ কমে কেন?
- উচ্চতর দক্ষতা: "ঘর্ষণ উপদ্রব হলেও প্রয়োজনীয়" — উক্তিটির পক্ষে ও বিপক্ষে যুক্তি দাও।
তানভীর পদার্থবিজ্ঞানে পড়ল যে প্রকৃতিতে মাত্র চার ধরনের মৌলিক বল আছে। সে অবাক হলো — চুম্বক লোহাকে আকর্ষণ করে, আবার পৃথিবীও লোহাকে টানে, কিন্তু এই দুটো বল কি আলাদা?
- জ্ঞান: চারটি মৌলিক বলের নাম লেখো।
- অনুধাবন: মহাকর্ষ বল ও তড়িৎ চৌম্বক বলের মধ্যে পার্থক্য লেখো।
- প্রয়োগ: সবল নিউক্লীয় বল না থাকলে কী ঘটত?
- উচ্চতর দক্ষতা: চুম্বকের আকর্ষণ এবং পৃথিবীর আকর্ষণ কি একই প্রকৃতির? বিশ্লেষণ করো।
নিউটন ১ম সূত্রবাইরের বল না থাকলে বস্তু তার অবস্থা বজায় রাখে → জড়তার ধারণা
নিউটন ২য় সূত্রF = ma → F = m(v−u)/t
নিউটন ৩য় সূত্রপ্রতিটি ক্রিয়ার সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে
ভরবেগp = mv (ভর × বেগ)
তুরণa = (v−u)/t
১ নিউটন১ kg × ১ m/s² তুরণ সৃষ্টিকারী বল
ঘর্ষণের ক্রমস্থিতি > গতি > আবর্ত ঘর্ষণ
মৌলিক বলের সংখ্যা৪টি: মহাকর্ষ, তড়িৎ চৌম্বক, দুর্বল নিউক্লীয়, সবল নিউক্লীয়
সবচেয়ে শক্তিশালী বলসবল নিউক্লীয় বল
সবচেয়ে দুর্বল বলমহাকর্ষ বল
লুব্রিকেন্টতেল/মবিল/গ্রিজ — ঘর্ষণ কমায়
ইলেক্ট্রো-উইকতড়িৎ চৌম্বক + দুর্বল নিউক্লীয় একই সূত্রে
0 Comments