স্থানচ্যুতি হল সময়ের সাথে সাথে বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তন। মনে প্রশ্ন আসে, বস্তুটি গতিশীল থাকলে স্থানচ্যুতি কি শূন্য হতে পারে! তাহলে উত্তর হল হ্যাঁ।
দুটি ভিন্ন সময়ে কোনো বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তন শূন্য হলে বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য হয়। অর্থাৎ বস্তুর অবস্থান স্থির বলে পাওয়া যায়। বিশ্রামে একটি বস্তুর স্থানচ্যুতিই কেবল শূন্য নয়, এটি একটি নির্দিষ্ট ঘূর্ণন অক্ষে বা একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে উপরে এবং নীচের গতিতে ঘোরানো বস্তুর জন্যও সত্য।
যখন স্থানচ্যুতি শূন্য হয়?
সময়ের সাথে অবস্থানের পরিবর্তন শূন্য হলে স্থানচ্যুতি শূন্য হয়। দূরত্বের ধনাত্মক ল্যাপ হতে পারে, কিন্তু মোট স্থানচ্যুতির যোগফল শূন্য।
বিভিন্ন উদাহরণ রয়েছে যা একটি বস্তু বা সিস্টেমের শূন্য স্থানচ্যুতিকে সংজ্ঞায়িত করে। যদি শরীরটি একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে চলে যায় এবং তারপর সেই অবস্থানে ফিরে আসে যেখানে এটি আগে দাঁড়িয়ে ছিল, তাহলে একটি বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য হয়ে যায়।
দূরত্ব হল গতিশীল বস্তু দ্বারা ভ্রমণ করা মোট দৈর্ঘ্য, কিন্তু স্থানচ্যুতি হল প্রাথমিক অবস্থানের সাপেক্ষে বস্তুর অবস্থানের পরিবর্তন। সুতরাং, মোট স্থানচ্যুতি হল চূড়ান্ত এবং প্রাথমিক অবস্থানের মধ্যে পার্থক্য। যদি উভয়ের মধ্যে পার্থক্য শূন্য হয়, তবে বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য।
শূন্য স্থানচ্যুতির উদাহরণ হল পেন্ডুলামটিও হতে পারে যা এক প্রান্তে দোলাতে থাকে যা উপরের দিকে শক্ত শরীরে স্থির থাকে। ঘন ঘন দোলনের পরে, পেন্ডুলাম তার আসল অবস্থানে বিশ্রামে আসবে। সুতরাং, পেন্ডুলামের নিট স্থানচ্যুতি শূন্য।
স্থানচ্যুতি শূন্য হতে পারে কেন?
স্থানচ্যুতি শূন্য হতে পারে কারণ একটি বস্তুর অবস্থানে কোন পরিবর্তন নেই। একটি বস্তুর প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থান একই থাকে।
যদি বস্তুর অবস্থানের কোন পরিবর্তন না হয়, অর্থাৎ বস্তুটি যদি বিশ্রামে থাকে বা গতিশীল বস্তুটি তার আসল অবস্থানে ফিরে আসে, তাহলে বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য হতে পারে।
যদি একজন ব্যক্তি বাড়ি থেকে অফিসে যান, তাহলে স্থানচ্যুতি ইতিবাচক, কিন্তু যখন সে তার বাড়িতে ফিরে আসে, তখন প্রাথমিক থেকে চূড়ান্ত সময় পর্যন্ত তার মোট স্থানচ্যুতি শূন্য হয়ে যায়।
আরেকটি উদাহরণ হল একটি বাউন্সিং বল; বল ঊর্ধ্বমুখী দিকে উঁচুতে চলে এবং তারপর সব সময় মাটিতে ফিরে আসে। বল প্রতিটি বাউন্সে একটি ইতিবাচক দূরত্ব কভার করে কিন্তু একই অবস্থানে থাকে। তাই বলের স্থানচ্যুতি শূন্য।
কিভাবে স্থানচ্যুতি শূন্য হতে পারে?
সার্জারির উত্পাটন একটি ভেক্টর পরিমাণ। এটির একটি নির্দিষ্ট দিক এবং সেই সাথে একটি মাত্রা রয়েছে।
বিপরীত দিকে চলমান একটি বস্তুর দিকের উপর ভিত্তি করে, এর স্থানচ্যুতিও ঋণাত্মক হতে পারে। যদি একটি দেহের ইতিবাচক এবং নেতিবাচক স্থানচ্যুতি সমান মাত্রায় হয়, তবে একটি দেহের নিট স্থানচ্যুতি শূন্য।
যেকোন বস্তুকে উল্লম্বভাবে উপরের দিকে নিক্ষেপ করা হলে বস্তুটি উপরের দিকে ত্বরান্বিত হবে এবং তারপর বস্তুর উপর মহাকর্ষীয় বলের ক্রিয়ায় মাটিতে ফিরে আসবে। বস্তুটি একই অবস্থানে ফিরে আসে তখন বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য হয়ে যায়।
কেন্দ্রীভূত গতিতে বস্তুর স্থানচ্যুতি সর্বদা শূন্য। এর কারণ হল বৃত্তাকার পথ ধরে কেন্দ্রীভূত গতির বস্তুটি বৃত্তের একটি নির্দিষ্ট কেন্দ্রের চারপাশে প্রতিটি ঘূর্ণনের পরে তার একই মূল বিন্দুতে ফিরে আসবে। এভাবে বৃত্তাকার পথে কোনো বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য।
স্থানচ্যুতি কখন শূন্য হতে পারে না?
স্থানচ্যুতি শূন্য হতে পারে না যদি বস্তুটি তার প্রাথমিক অবস্থান থেকে স্থানচ্যুত হয় এবং তার গতির দিকটি উল্টে প্রাথমিক অবস্থানে ফিরে না আসে।
যখন গতিশীল বস্তুটি তার প্রাথমিক স্থানচ্যুতিতে ফিরে আসে না তখন অ-শূন্য স্থানচ্যুতিগুলি অর্জন করা হয়। এই পরিস্থিতিতে, একটি বস্তুর স্থানচ্যুতি কোনোভাবেই নেতিবাচক বা বিপরীত হতে পারে না।
একটি স্থির অক্ষে ঘূর্ণন গতিতে বস্তুর জন্য, একটি বিন্দুতে বাউন্সিং বস্তু, বা সুরেলা গতিতে বস্তু, বা সামনে পিছনে কম্পিত বস্তুর জন্য অ-শূন্য স্থানচ্যুতি পাওয়া যায় না। এই সমস্ত ক্ষেত্রে, বস্তুর স্থানচ্যুতি শূন্য। বিপরীতে, অ-শূন্য স্থানচ্যুতিগুলি রৈখিক, প্রক্ষিপ্ত বা রেকটিলিয়ার গতিতে অর্জন করা যেতে পারে।
সময়ের সাথে একটি বস্তুর পরিবর্তনশীল অবস্থানকে স্থানচ্যুতি বলে বলা হয়, এবং তাই এই ক্ষেত্রে স্থানচ্যুতি শূন্য হতে পারে না।
জিরো ডিসপ্লেসমেন্টের উদাহরণ
শূন্য স্থানচ্যুতির কিছু উদাহরণ নিম্নরূপ:-
লাফানো বল:- বাউন্সিং বল মাটিতে বাউন্স করে, উপরের দিকে চলে যায় এবং মাটিতে একই অবস্থানে ফিরে আসে এবং আবার বাতাসে বাউন্স করে এবং আবার একই অবস্থানে ফিরে আসে, এভাবে একটি বলের মোট স্থানচ্যুতি শূন্য হয়ে যায়।
অনুপ্রস্থ তরঙ্গে কণা:- একটি তির্যক তরঙ্গের কণা একটি সুরেলা গতিতে উপরে এবং নীচে দোলাচ্ছে; তাই একটি তরঙ্গে একটি কণার নিট স্থানচ্যুতি শূন্য।
ভাইব্রেটিং স্ট্রিং:- একটি স্ট্রিং এর উপর টান প্রয়োগ করলে, এটি একটি সুরেলা গতিতে কম্পন করে এবং তার মূল অবস্থায় ফিরে আসে। সুতরাং, একটি স্পন্দিত স্ট্রিং এর স্থানচ্যুতি শূন্য।
পর্দার গতি:- প্রবাহিত বাতাসের সাথে নড়তে থাকা পর্দাটি সরে যাবে এবং বিশ্রামের অবস্থানে ফিরে আসবে। সুতরাং, পর্দার স্থানচ্যুতি শূন্য।
পানির উপর ঢেউ:- জলের পৃষ্ঠে উপস্থিত কণাগুলির সুরেলা গতির কারণে তরঙ্গের তরঙ্গায়িত প্রকৃতি। সুতরাং, জলের অণুগুলির স্থানচ্যুতি শূন্য।
ফ্ল্যাপিং উইংস:- পাখিরা প্রতিবার তাদের ডানা ঝাপটায়, ফলে ডানার স্থানচ্যুতি শূন্য হয়ে যায়।
পেন্ডুলাম:- একটি পেন্ডুলামের বব প্রতিবার তার বিশ্রামের অবস্থানে ফিরে আসে, এইভাবে নিট স্থানচ্যুতি শূন্য হয়ে যায়।
সমস্যা: একটি গাড়ি উত্তর দিক দিয়ে 35 কিমি দূরত্বে যাত্রা করে এবং তারপর বাম দিকে বাঁক নিয়ে 10 কিমি পথ চলে। তারপরে এটি আবার বাম দিকে মোড় নেয় এবং 35 কিমি কভার করে এবং বাম দিকে ঘুরতে আরও 10 কিমি ভ্রমণ করে। একটি গাড়ী একটি স্থানচ্যুতি কি?
সমাধান:- একটি গাড়ির প্রাথমিক স্থানচ্যুতি উত্তর দিকে 35 কিমি। এটি তারপর বাম দিকে মোড় নেয় এবং 10 কিমি জুড়ে। এর পরে, এটি একটি বাম মোড় নেয় এবং 35 কিমি ড্রাইভ করে। এই সময়ে, একটি গাড়ির অবস্থান একটি গাড়ির প্রারম্ভিক অবস্থানের সাথে লম্ব হয় যেখান থেকে এটি শুরু হয়েছিল এবং এটি প্রাথমিক অবস্থান থেকে 10 কিমি দূরে। এটি আবার একটি বাঁক নেয় এবং 10 কিমি জুড়ে। নীচের চিত্রে একই দেখানো হয়েছে: -
গাড়িটি তার প্রাথমিক অবস্থানে পৌঁছেছে; তাই একটি গাড়ির মোট স্থানচ্যুতি হয় শূন্য.
উপসংহার
স্থানচ্যুতি হল সময়ের সাথে অবস্থানের একটি পরিবর্তন এবং এটি শূন্য হতে পারে যদি বস্তুটি তার আসল অবস্থানে ফিরে আসে বা গতিতে থাকা অবস্থায় একই অবস্থানে থাকে। এটি কম্পনগত গতি, ঘূর্ণন গতি, অনুবাদমূলক গতিতে দেখা যায় বা রৈখিক গতিতে একটি বস্তু তার প্রাথমিক অবস্থানে ফিরে আসে।
