Engineering Mechanics এর বল বা Force নিয়ে কিছু কথা

নিচে  Engineering Mechanics এর গুরুত্বপূর্ণ বিষয় বল নিয়ে আলোচোনা করা হলো:

বল (Force)

যা কোন স্থির বস্তুকে গতিশীল করে বা করতে চায় কিংবা গতিশীল বস্তুর গতির মান বা দিক পরিবর্তন করে বা করতে চায় তাকেই বল বলে।

অর্থাৎ যা স্থির বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় বা যা গতিশীল বস্তুর ওপর করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায় তাকে বল (Force) বলে। এর প্রভাবে স্থির বস্তু গতিশীল হয় বা গতিশীল বস্তুর গতির পরিবর্তন হয় বা স্থির অবস্থার সৃষ্টি হয়। শুধু মান দিয়ে বলকে প্রকাশ করা যায় না এবং বলে মান ও দিক উভয়ই আছে বিধায় বল একটি ভেক্টর রাশি। এর একক নিউটন (N)।

বলে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য আছে নিচে কিছু উল্লেখ্যযোগ্য বৈশিষ্ট্য উল্লেখ করা হলোঃ

  • দিক: বলের একটি নির্দিষ্ট দিক থাকে। টানা বা ঠেলার দিকই বলের দিক। 
  • মান: বলের একটি নির্দিষ্ট মান থাকে। বলের মান যত বেশি, বস্তুর গতি পরিবর্তনের হারও তত বেশি। 
  • প্রয়োগের বিন্দু: বল কোন বিন্দুতে প্রয়োগ করা হচ্ছে তা গুরুত্বপূর্ণ। 
  • জোড়ায় জোড়ায় ক্রিয়া: যখন একটি বস্তু অন্য বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করে, তখন দ্বিতীয় বস্তুও প্রথম বস্তুর উপর সমান ও বিপরীতমুখী বল প্রয়োগ করে। 
  • ত্বরণ সৃষ্টি করে: বল বস্তুর ত্বরণ সৃষ্টি করে। বলের মান যত বেশি, ত্বরণও তত বেশি।
  • বিকৃতি সৃষ্টি করে: বল বস্তুর বিকৃতি সৃষ্টি করতে পারে। 
  • মাত্রা: বলের মাত্রা, F = [MLT-2]. m ভরের কোনো একটি বস্তুর উপর F বল প্রয়োগ করার ফলে এর ত্বরণ a সৃষ্টি হলে, F = ma     অর্থাৎ ত্বরণ এবং ভরের গুণফল দ্বারা বল পরিমাপ করা হয়।
ঘাত বল
খুব অল্প সময়ের জন্য খুব বড় মানের বল যে কোন বস্তুর উপর প্রযুক্ত হলে তাকে ঘাত বল বলে। উদাহরণ - ধরা যাক, একটি র‍্যাকেট দ্বারা টেনিস বলকে আঘাত করলে প্রচন্ড একটি বল টেনিস বলের উপর আরোপিত হয়। এক্ষেত্রে টেনিস বল এবং র‍্যাকেটের মধ্যকার সংঘর্ষের সময় খুব কম হয়। এই ধরনের বল ঘাত বল। আবার ইলেক্ট্রিক সুইচ যখন অফ বা অন করা  হয় তখনও এই ঘাত বল ক্রিয়াশীল হয়।

এক নিউটন বল
একটি বলকে এক নিউটন বল বলে।

মহাকর্ষ বল (Gravitational force)
ভরের কারণে মহাবিশ্বের যেকোনো দুটি বস্তুর মধ্যকার পারস্পরিক আকর্ষণ বলকে মহাকর্ষ বল বলে। কোনো বস্তুর ওজন হচ্ছে মহাকর্ষ বলের ফলশ্রুতি। মহাকর্ষ বল সর্বদা আকর্ষণ ধর্মী।

তাড়িতচৌম্বক বল (Electromagnetic force)
দুটি আহিত কণা তাদের আধানের কারণে একে অপরের ওপর যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল প্রয়োগ করে তাকে তাড়িতচৌম্বক বল বলে। তড়িৎ বল এবং চৌম্বক বল ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। যখন দুটি আহিত কণা স্থির থাকে তখন তাদের ওপর কেবল তড়িৎ বল ক্রিয়া করে। যখন আহিত কণাগুলো গতিশীল থাকে তখনকার একটি অতিরিক্ত তড়িৎ বল হচ্ছে চৌম্বক বল।

সবল নিউক্লিয় বল (Strong Nuclear force)
পরমাণুর নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয় উপাদানসমূহকে একত্রে আবদ্ধ রাখে যে শক্তিশালী বল তাকে সবল নিউক্লিয় বল বলে। সবল নিউক্লিয় বল প্রোটন ও নিউট্রনকে নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ্ব রাখে।

দুর্বল নিউক্লিয় বল (Weak Nuclear force)
যে স্বল্প পাল্লার ও স্বল্প মানের বল নিউক্লিয়াসের মধ্যে মৌলিক কণাগুলোর মধ্যে ক্রিয়া করে অনেক নিউক্লিয়াসের অস্থিতিশীলতার উদ্ভব ঘটায় তাকে দুর্বল নিউক্লিয় বল বলে। দুর্বল নিউক্লিয় বলের উদ্ভব হয় যখন কোনো নিউক্লিয়াস থেকে β রশ্মির আগমন ঘটে। β রশ্মির নির্গমনের সময় নিউক্লিয়াস থেকে একটি ইলেকট্রন এবং একটি অনাহিত কণা নিউট্রিনো (neutrino) নির্গত হয়। দুর্বল নিউক্লিয় বল মহাকর্ষ বলের ন্যায় অত দুর্বল নয় তবে সবল নিউক্লিয় বল ও তাড়িতচৌম্বক বলের চেয়ে অনেকটাই দুর্বল।

লব্দি বল (Resultant Force)
একাধিক বলকে একটি বলে রুপান্তর করলে যে বল পাওয়া যায় তাকে লন্ধি বল বলে। কোনো বস্তুর উপর একই সময়ে একাধিক বল কার্যরত হলে, এদের সম্মিলিত ক্রিয়াফল যদি একটি মাত্র বলের বা কোনো একক বলের ক্রিয়াফলের সমান হয়, তবে ঐ একটিমাত্র বলকে বা একক বলকে একাধিক বলের লব্ধি বলে। একে সাধারণত R দ্বারা প্রকাশ করা হয়।




উপাংশ বল
কোনো বস্তুর উপর একই সময়ে একাধিক বল কার্যরত হলে, এদের সম্মিলিত ক্রিয়াফল যদি একটি মাত্র বলের বা কোনো একক বলের ক্রিয়াফলের সমান হয়, তবে ঐ একটিমাত্র বলকে বা একক বলকে একাধিক বলের লব্ধি বলে এবং একাধিক বলের প্রত্যেকটিকে লব্ধি বলের অংশক বা উপাংশ বলে।

বলের লম্বাংশ (Resolved parts of forces)
কোন নির্দিষ্ট বল বলতে যদি পরস্পর লম্ব দুটি রেখা বরাবর ক্রিয়াশীল দুটি বলের অংশে বিভক্ত করা হয় তবে অংশ দুটির প্রতিটি ঐ নির্দিষ্ট বলের লম্বাংশ।

বলের সামান্তরিক সূত্র (Parallelogram law of forces)
যদি কোন সামান্তরিকের দুইটি সন্নিহিত বাহু দ্বারা কোনো বস্তুর উপর একই সময়ে ক্রিয়ারত দুইটি বলের মান ও দিক সূচিত হয় তবে তাদের লব্ধির মান ও দিক সামান্তরিকের উক্ত বাহুদ্বয়ের ছেদবিন্দুগামী কর্ণ দ্বারা সূচিত হবে।



মনে করি, OABC সামান্তরিকের O বিন্দুতে ক্রিয়ারত দুইটি বল P ও Q যথাক্রমে সন্নিহিত বাহু OA ও OC দ্বারা সূচিত।

এখানে, 
`R=\sqrt{P^2+Q^2+2PQ\cos\alpha}`
`\tan\theta=\frac{Q\sin\alpha}{P+Q\cos\alpha}`

বলের ত্রিভুজ সূত্র
দুটি ভেক্টর কোন ত্রিভুজের সন্নিহিত বাহু দ্বারা একই রুমে মানে ও দিকে সূচিত করা হলে ত্রিভুজের তৃতীয় বাহুটি বিপরীতক্রমে ভেক্টর দুটির লব্ধি নির্দেশ করবে। কোনো বিন্দুতে ক্রিয়ারত তিনটি বলের মান ও দিক (অবস্থান নয়) যদি একইক্রমে গৃহীত কোনো ত্রিভুজের তিনটি বাহু দ্বারা সূচিত করা যায়, তবে তারা সাম্যাবস্থায় থাকবে।

বলের বহুভুজ সূত্র
দুই-এর অধিক ভেক্টর রাশির ক্ষেত্রে ভেক্টর রাশিগুলোকে একই ক্রমে সাজিয়ে প্রথম ভেক্টর রাশির পাদবিন্দু এবং শেষ ভেক্টর রাশির শীর্ষবিন্দু যোগ করলে যে বহুভূজ পাওয়া যায় এর শেষ বাহুটি বিপরীতক্রমে ভেক্টর রাশিগুলোর লন্ধির মান ও দিক নির্দেশ করে।


বলের সাম্যবস্থা
কোন বস্তুর উপর একাধিক বল ক্রিয়া করে বস্তুটিকে স্থির রাখলে কিংবা সমবেগে গতিশীল করলে তাকে বলের সাম্যবস্থা বলে। বলের সাম্যবস্থার তিনটি শর্ত রয়েছে। যথা:
১। X - অক্ষ বরাবর বলগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য, ΣFx = 0
২। Y - অক্ষ বরাবর বলগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য, ΣFy = 0
৩। বলগুলোর মোমেন্টের বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য, ΣM = 0

Next Post Previous Post
No Comment
Add Comment
comment url