মাধ্যাকর্ষণ হল একটি প্রাকৃতিক ঘটনা যা সমস্ত বস্তুর দ্বারা আবিষ্ট হয় যার একটি নির্দিষ্ট ভর রয়েছে এবং একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট হয়।
মাটির উপরে রাখা একটি শরীরের সর্বোচ্চ আছে বিভবশক্তি নীচের দিকে ত্বরান্বিত করতে কারণ মাধ্যাকর্ষণ শরীরকে নীচের দিকে টানতে চেষ্টা করছে। তাহলে কীভাবে মহাকর্ষ সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করে তা এই নিবন্ধে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।
কিভাবে মাধ্যাকর্ষণ সম্ভাব্য শক্তি প্রভাবিত করে?
বিবেচনা করুন নির্দিষ্ট ভরের একটি শরীরকে মাধ্যাকর্ষণ থেকে দূরে একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় স্থাপন করা হয় কারণ মাধ্যাকর্ষণ শক্তি আকর্ষণ যা শরীরকে মাটির দিকে টানতে চেষ্টা করে। দ্য বিভবশক্তি শরীরের মধ্যে সঞ্চিত মাধ্যাকর্ষণ কারণে শরীরের নিচের দিকে সরানোর জন্য দায়ী. সম্ভাব্য শক্তি হল পর্যাপ্ত শক্তি যা শরীর ত্বরান্বিত হতে শুরু করেছে।
যখন একটি দেহ পড়ে যায়, তখন মহাকর্ষ কীভাবে এতে সঞ্চিত সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করে?
শরীর মাটিতে পড়ার সাথে সাথে সম্ভাব্য শক্তি তার রূপ পরিবর্তন করে গতিশক্তিতে পরিণত হয় "শক্তি সংরক্ষণের আইন।" বৃহত্তর উচ্চতা থেকে নেমে আসা শরীর সর্বাধিক বেগ অর্জন করে; তাই সম্ভাব্য শক্তি হারিয়ে যায়। সর্বাধিক গতিবেগ সর্বাধিক গতিশক্তি বহন করে।
সুতরাং এটা স্পষ্ট যে অভিকর্ষ সম্ভাব্য শক্তিকে বিপরীতভাবে প্রভাবিত করে। শরীর থাকলে সর্বোচ্চ বিভবশক্তি, তাহলে মাধ্যাকর্ষণ সর্বনিম্ন এবং তদ্বিপরীত।
আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব ব্যাখ্যা করে যে মহাকর্ষ হল স্থান এবং সময়ের বক্রতা এবং শক্তি বক্রতার মধ্যে রয়েছে। এইভাবে সম্ভাব্য শক্তিও শক্তির একটি রূপ, যা স্থান-কালের বক্রতা দ্বারা প্রভাবিত হয়।
মাধ্যাকর্ষণ সম্ভাব্য শক্তিকে কীভাবে প্রভাবিত করে তার উদ্ভব
অনুমান করুন যে 'm' ভরের একটি দেহ অভিকর্ষের বিপরীতে 'h' উচ্চতায় স্থাপন করা হয়েছে। 'এইচ' উচ্চতায় শরীর একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সম্ভাব্য শক্তি 'PE' অর্জন করেছে। উচ্চতায় থাকা দেহকে ত্বরান্বিত করার জন্য যে বল প্রয়োজন তা সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়,
F=dPE/dh
যেহেতু, শরীর যখন নিচের দিকে ত্বরান্বিত হতে শুরু করে, তখন সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তিতে পরিবর্তিত হয়। তাই উচ্চতার সাথে সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তনের হার এমন শক্তি দেয় যা শরীরে প্রয়োগ করতে হবে।
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র থেকে, যে কোনও ব্যক্তির উপর যে বল প্রয়োগ করা হয় তা সর্বদা ভরের গুণের সমান ত্বরণ, অর্থাৎ, F=m*a.
কিন্তু এখানে, ত্বরণ হচ্ছে মহাকর্ষের কারণে, যা লেখা হয়েছে,
F = m*g
তাই উপরের সমীকরণটিকে সম্ভাব্য শক্তির সমীকরণে রাখলে আমরা পাই
mg=dPE/dh
শর্তাবলী পুনর্বিন্যাস,
dPE = (mg) dh
উপরের সমীকরণটি একীভূত করার মাধ্যমে, আমরা মহাকর্ষের কারণে সম্ভাব্য শক্তি সমীকরণ পাব।
∫dPE=∫mgdh
PE = mgh
অনুমান করুন যে প্রাথমিক অবস্থানে শরীরের শূন্য সম্ভাব্য শক্তি রয়েছে। এটির চূড়ান্ত অবস্থানে সর্বাধিক সম্ভাব্য শক্তি রয়েছে এবং শরীরের প্রাথমিক অবস্থানকে স্থল স্তর এবং শরীরের চূড়ান্ত অবস্থানকে উচ্চতা হিসাবে বিবেচনা করে।
যেহেতু শরীর তার সম্ভাব্য শক্তি হারায় এবং গতিশক্তি অর্জন করে, মাধ্যাকর্ষণ কি সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করে, যেমন এখন এর গতিশক্তি আছে?
শরীরের গতিশক্তি সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়
KE=(1/2)*mv2
তারপর সিস্টেমের মোট শক্তি হয়
ই = KE + PE
প্রাথমিকভাবে, আমরা বিবেচনা করেছি যে দেহটি উচ্চতায় 'h', যার সর্বাধিক সম্ভাব্য শক্তি রয়েছে এবং এটি পড়ে যাওয়ার সাথে সাথে এটি মারা যায় এবং অর্জন করে গতিসম্পর্কিত শক্তি. তাই দ্বারা সমীকরণ দেওয়া হয়
KEi + PEi = কে.ইf + PEf
(1/2)mvi2+mgh=(1/2)mvf2
প্রাথমিকভাবে, শরীর শূন্য সম্ভাব্য শক্তি ধারণ করে।
mgh=(1/2)mvf2
আমরা পেতে শর্তাবলী পুনর্বিন্যাস
এটি বোঝায় যে সম্ভাব্য শক্তিই একমাত্র শক্তি যা মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা প্রভাবিত হয়।
সম্ভাব্য শক্তি সম্পর্কে কিছু আকর্ষণীয় তথ্য
- 19 ইনth শতাব্দীতে স্কটিশ পদার্থবিজ্ঞানী বস্তুর কাছে থাকা সঞ্চিত শক্তিকে বলে "বিভবশক্তি."
- সম্ভাব্য শক্তি বলা হয় শক্তি সঞ্চয় কারন স্থির বস্তু এটির অধিকারী, এবং এটি পরে ব্যবহার করা যেতে পারে।
- সম্ভাব্য শক্তির নিজেকে অন্য শক্তিতে রূপান্তর করার ক্ষমতা রয়েছে বাহ্যিক শক্তির পরিশ্রম দ্বারা।
- একইভাবে, বাহ্যিক শক্তি দ্বারা চালিত হলে একটি বস্তু অন্যান্য ধরণের শক্তি থেকে সম্ভাব্য শক্তি ধারণ করতে পারে।
- মাধ্যাকর্ষণ শুধুমাত্র সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করতে পারে যখন বস্তুটি উল্লম্বভাবে স্থাপন করা হয়.
- পৃথিবীর কক্ষপথে একটি আকর্ষণীয় শক্তি আছে যাকে বলা হয় মাধ্যাকর্ষণ যা চাঁদের কারণ পৃথিবীর কক্ষপথে থাকা এই মহাকর্ষীয় টান পৃথিবীতে জোয়ারের কারণ।
- জলের বাষ্পীভবন এবং মেঘ তৈরি হয় এবং তরলে ঘনীভূত হয় এবং তারপরে ফিরে আসে বৃষ্টি হিসাবে পৃথিবী হল মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তির কারণে প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া।
- চাঁদ আছে অভিকর্ষজ বিভব শক্তিযার জন্য দায়ী সমুদ্রের জলকে প্রাকৃতিক অববাহিকায় টেনে নিয়ে যাওয়া।
- জোয়ারের শক্তির রেফারেন্স হল সূর্য থাকার অভিকর্ষজ বিভব শক্তি.
সচরাচর জিজ্ঞাস্য
স্প্রিং উল্লম্বভাবে আটকানো হলে মাধ্যাকর্ষণ কি সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করে?
সম্ভাব্য শক্তি বসন্ত দ্বারা অর্জিত হয় তার জ্যামিতি এবং ওরিয়েন্টেশনের কারণে।
যখন আপনি অভিকর্ষের কারণে ত্বরণের দিকে বল প্রয়োগ করেন তখন বসন্তটি আরও সংকুচিত হয়। আপনি যদি একটি ভিন্ন অবস্থানে স্প্রিং-এ অভিনয়কারী শক্তিগুলিকে পরিমাপ করেন, তাহলে বসন্ত একটি ভিন্ন মান প্রদর্শন করে। এর মানে হল যে বসন্ত সম্ভাব্য শক্তি আপনি যখন উল্লম্বভাবে আটকান এবং নিচের দিকে কম্প্রেস করবেন তখন বেশি হবে।
মাধ্যাকর্ষণ কি সম্ভাব্য শক্তি পরিবর্তনের সাথে যুক্ত?
হ্যাঁ, মহাকর্ষের সাথে যুক্ত দূরত্বের সাথে সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তন.
মাধ্যাকর্ষণ যেমন ভূমি এবং বস্তুর উচ্চতার মধ্যে দূরত্বের উপর নির্ভর করে, এর সাথে যুক্ত সম্ভাব্য শক্তিও তাদের উপর নির্ভর করে। এইভাবে দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি হ্রাস করে সম্ভাব্য শক্তিও বৃদ্ধি পায়।
ভর কেন অভিকর্ষ বলকে প্রভাবিত করে?
নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র সংজ্ঞায়িত করে যে ভর সরাসরি মহাকর্ষীয় বলের সাথে মিলে যায়।
কেন ভর মাধ্যাকর্ষণকে প্রভাবিত করে তা ব্যাখ্যা করার জন্য কোনও তত্ত্ব ছিল না, তবে কিছু বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব অধ্যয়ন করে বলা হয় যে পৃথিবীর প্রতিটি ভর মহাকর্ষ নামক একটি ক্ষুদ্র কণা নির্গত করে, যা একটি শরীরের জন্য অন্য দেহকে তার দিকে আকর্ষণ করার জন্য দায়ী। এইভাবে বৃহত্তর ভরের শরীরে আরও মহাকর্ষীয় আকর্ষণ থাকে।
একটি বস্তু কি অসীম মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি ধারণ করতে পারে?
আদর্শভাবে, অসীম উচ্চতা সহ বস্তু এবং ভরের অসীম মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি থাকতে পারে.
বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনে, অসীম অভিকর্ষজ বিভব শক্তি অসীম ভর সহ একটি বস্তু অর্জন করা অসম্ভব। যদি আমরা কোনো বস্তুকে অসীম উচ্চতায় রাখি, তাহলে বস্তুটিকে নিচের দিকে টেনে নেওয়ার জন্য কোনো মহাকর্ষীয় আকর্ষণ থাকতে হবে না। তাই একটি বস্তু অসীম মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি ধারণ করতে পারে না।
অভিকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি কি দিকনির্দেশের উপর নির্ভর করে?
ভৌত পরিমাণ দিকনির্দেশের উপর নির্ভর করে তাকে ভেক্টরের পরিমাণ বলা হয় কিন্তু সম্ভাব্য শক্তি দিকনির্দেশের সাথে সম্পর্কিত নয় তবে এটি মাত্রার সাথে যুক্ত।
সম্ভাব্য শক্তির উপশ্রেণি হল মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি। মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি বস্তুর প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত বিন্দুর সাথে মিলে যায়, তার চূড়ান্ত গন্তব্যের দিকে যাত্রা করার সময় বস্তুর দ্বারা চিহ্নিত পথের সাথে নয়। তাই মহাকর্ষ বস্তুর দিক থেকে স্বাধীন।
