মহাকর্ষ বল ইতিবাচক নাকি নেতিবাচক: কি, কখন, কিভাবে, বেশ কিছু তথ্য

এই প্রবন্ধে, আমরা আলোচনা করব যে মহাকর্ষ বল ইতিবাচক নাকি নেতিবাচক এবং কেন মহাকর্ষ বল একটি নেতিবাচক চিহ্ন দিয়ে চিহ্নিত করা হয়।

মহাকর্ষ বল সবসময়ই ইতিবাচক, কিন্তু যেহেতু এটি দুটি বস্তুর মধ্যে একটি আকর্ষণীয় বল, তাই এটিকে নেতিবাচক চিহ্ন দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে। নেতিবাচক মাধ্যাকর্ষণ হল দুটি বস্তুর মধ্যকার প্রতিকূলতা যা তাদের একে অপরের থেকে দূরে ঠেলে দেয়।

ঋণাত্মক মহাকর্ষ বল কি?

মাধ্যাকর্ষণ বল হল একটি আকর্ষণীয় বল যা ভরযুক্ত দুটি দেহের মধ্যে প্রয়োগ করা হয় এবং এটি তাদের একত্রে আবদ্ধ রাখে।

যদি শরীর দ্বারা প্রবাহিত মহাকর্ষীয় টান মিনিট হয় তবে কিছু পরিস্থিতিতে বা বাহ্যিক শক্তির কারণে দুটি বস্তুর মধ্যে বিচ্ছেদের দূরত্ব প্রসারিত হবে তখন একে ঋণাত্মক মহাকর্ষ বল বলে।

যদি আমরা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের দিকে তাকাই, যে চার্জগুলির মধ্যে এই বিকর্ষণ আকর্ষণের শক্তিটি ছবিতে আসে তার উপর ভিত্তি করে, আমরা বলতে পারি বলটি ইতিবাচক নাকি নেতিবাচক।

এখানে, মহাকর্ষ বল ধনাত্মক না ঋণাত্মক তা বলা কঠিন কারণ ভর একটি ঋণাত্মক পরিমাণ হতে পারে না। সুতরাং, এটি ইতিবাচক এবং এর একটি তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা নেতিবাচক মহাকর্ষীয় আকর্ষণ টান

যেকোনো বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ নির্ভর করে তার ভরের ওপর। বস্তুর ভর কম হলে মহাকর্ষীয় বল যে এটি অন্য বস্তুর উপর প্রয়োগ করতে পারে খুব কম, বা শূন্য। মহাকর্ষীয় আকর্ষণের কারণে এই বস্তুগুলোকে সহজেই টানা যায়; তাই নেতিবাচক মহাকর্ষ বল হালকা বস্তুর ক্ষেত্রেও।

আরও পড়ুন মহাকর্ষীয় বল থেকে ভর গণনা করার উপায়: বেশ কয়েকটি পদ্ধতি এবং সমস্যার উদাহরণ.

মহাকর্ষ বল কি ইতিবাচক?

F=Gm সূত্র দ্বারা মহাকর্ষ বল দেওয়া হয়₁m₂/r²

যেখানে G=6.67*10^-11

m₁ বস্তুর ভর হল 1

m₂ বস্তুর ভর হল 2

'r' হল দুটি বস্তুর সাথে যুক্ত হওয়া একটি সংক্ষিপ্ত পথ

মহাকর্ষীয় বল সবসময়ই ধনাত্মক, কিন্তু তাত্ত্বিকভাবে, আমরা এটিকে ভেক্টর আকারে নেতিবাচক হিসাবে লিখতে পারি কারণ দুটি বস্তুর মধ্যে আকর্ষণ বল দুটি বিপরীত দিকে প্রয়োগ করা হয়।

M ভরযুক্ত দুটি বস্তু বিবেচনা করুন₁ এবং ম₂ একটি শক্তি প্রয়োগ F₁ ভর এম উপর₂ এবং বল এফ₂ ভর এম উপর₁ যথাক্রমে নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

মহাকর্ষীয় বল নিউটনের গতির তৃতীয় সূত্র অনুসরণ করে, যা অনুসারে,

"প্রতিটি ক্রিয়ারই সমান এবং বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে।"

প্রতিটি বস্তুর উপর প্রতিক্রিয়াশীল বল সমান কিন্তু বিপরীত দিকে প্রয়োগ করা হয়।

আরও পড়ুন কিভাবে মহাকর্ষীয় ত্বরণ খুঁজে বের করতে হয়: বেশ কয়েকটি পদ্ধতি এবং সমস্যার উদাহরণ.

মহাকর্ষীয় বল কখন ইতিবাচক হয়?

এটি একটি ভর সমন্বিত দুটি বস্তুর মধ্যে আকর্ষণের একটি অতি ক্ষুদ্র শক্তি।

মহাকর্ষ বল ধনাত্মক যদি সেই বল দুটি বস্তুকে একত্রে আবদ্ধ রাখে এবং একে অপরের প্রতি আকর্ষণ বল দেখায়।

যখন মহাকর্ষ বল একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব বা একে অপরের কাছাকাছি আসা বস্তুগুলিকে একত্রে আবদ্ধ রাখার জন্য দুটি বিপরীত দিকে একে অপরের দিকে বস্তুর উপর প্রয়োগ করা হয় তখন মহাকর্ষ বলকে ধনাত্মক বলা হয়।

মাধ্যাকর্ষণ শক্তির মাত্রা সর্বদা বস্তুর ভরের গুণফল এবং তাদের উভয়কে সংযোগকারী ক্ষুদ্রতম দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে।

সার্জারির অভিকর্ষজ বিভব শক্তি বস্তুর হিসাবে দেওয়া হয়

নেতিবাচক চিহ্নটি নির্দেশ করে যে মহাকর্ষ বল হল দুটি দেহের মধ্যে একটি আকর্ষণ বল।

আরও পড়ুন ভর ছাড়া মহাকর্ষীয় ত্বরণ কীভাবে খুঁজে পাওয়া যায়: বেশ কয়েকটি পদ্ধতি এবং সমস্যার উদাহরণ.

মহাকর্ষ বল ইতিবাচক কিভাবে?

যদি মহাকর্ষীয় টান পরিশ্রমের উপস্থিতির কারণে কিছু কাজ করা হয়, তবে মহাকর্ষ বল ইতিবাচক।

কাজটি ইতিবাচক হবে যদি দুটি দেহের মধ্যে স্থানচ্যুতি ঘটে যার মধ্যে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি কাজ করে এবং প্রতিটি শরীরের উপর মহাকর্ষীয় টানের পরিশ্রমের কারণে বস্তুগুলি একে অপরের দিকে চলে যায়।

মাধ্যাকর্ষণ শক্তি দ্বারা সম্পন্ন কাজ সূত্র দ্বারা চিত্রিত করা হয়,

কাজ সম্পন্ন=F*স্থানচ্যুতি

কাজ সম্পন্ন=G m₁m₂/r² d

যদি দেহগুলি দ্বারা কাজ করা হয়, তবে আমরা বলতে পারি যে মহাকর্ষ বল ইতিবাচক। আমরা পৃথিবীতে অনুভূত চাঁদের মহাকর্ষীয় টানের কারণে পৃথিবীতে সমুদ্রের স্রোতের উচ্চ জোয়ার এবং নিম্ন জোয়ারের উদাহরণ নিতে পারি। যখন চাঁদ পৃথিবীর সেই নির্দিষ্ট দিকের সবচেয়ে কাছাকাছি পৌঁছায় তখন এই এলাকায় উচ্চ জোয়ার দেখা যায় এবং যখন চাঁদ সেই এলাকা থেকে দূরে সরে যায় তখন ভাটা দেখা যায়।

আরও পড়ুন মহাকর্ষীয় ত্বরণ উদাহরণ: বিস্তারিত অন্তর্দৃষ্টি.

মহাকর্ষ বল কি নেতিবাচক?

মহাকর্ষীয় টানের কারণে ভারী ভরের সাথে বস্তুর সংঘর্ষ হলে মহাকর্ষীয় শক্তি শূন্য হয়ে যায়।

মাধ্যাকর্ষণ শক্তি আসলে নেতিবাচক নয়, কিন্তু যেহেতু ভরযুক্ত দুটি বস্তু দ্বারা অভিকর্ষ বল সমানভাবে এবং বিপরীত দিকে প্রয়োগ করা হয়, তাই নেতিবাচক চিহ্নটি একই বোঝায়।

মহাকর্ষীয় শক্তির মাত্রা সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়,

F = G m₁m₂/r²

ভেক্টর আকারে, মহাকর্ষ বল হল,

কোথায়

নেতিবাচক চিহ্ন হল কারণ বলটি একটি আকর্ষণীয় বল এবং এটি '–r' দূরত্বের সাথে কাজ করে।

যদি আমরা দুটি বস্তুকে মহাকর্ষ বলের সাথে একত্রে বাঁধা বিবেচনা করি যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে:

তারপর, দিকনির্দেশের উপর ভিত্তি করে আমরা বলতে পারি যে ভর 'M' এর উপর প্রয়োগ করা বল₂ভরের কারণে 'এম₁' ইতিবাচক যদি আমরা x-অক্ষে উভয় ভরকে বিবেচনা করি। এটাই,

F=Gm₁m₂/r²

এবং, গণের উপর শক্তি প্রয়োগ করে 'এম₁ভরের কারণে 'এম₂' নেতিবাচক কারণ এটি ঋণাত্মক x-অক্ষে নির্দেশিত।

F= – Gm₁m₂/r²

আরও পড়ুন মহাকর্ষ বল একটি যোগাযোগ বল: কেন, কিভাবে, কখন এবং বিস্তারিত তথ্য.

মহাকর্ষীয় বল কখন ঋণাত্মক হয়?

ঋণাত্মক মহাকর্ষ বল হল একটি মিনিট বল যা একটি বস্তুকে একে অপরের থেকে দূরে সরিয়ে দেওয়ার জন্য প্রয়োজন।

দুটি বস্তু অসীম দূরত্বে একে অপরের থেকে বিচ্ছিন্ন হলে বা অভ্যন্তরীণ বা বাহ্যিক প্রভাবের কারণে দুটি বস্তুর মধ্যে বিচ্ছিন্নতার দূরত্ব বেড়ে গেলে এমনটি হতে পারে।

ঋণাত্মক মহাকর্ষ বলকে বলা হয় অ্যান্টি-গ্রাভিটি, এমন একটি জায়গা যেখানে তাত্ত্বিকভাবে মহাকর্ষ বলের কোনো অস্তিত্ব নেই। নেতিবাচক মহাকর্ষীয় শক্তির উদাহরণ হল সুপারনোভাগুলির বিস্ফোরণ, অন্ধকার শক্তির কারণে প্রসারিত মহাবিশ্ব।

পৃথিবীর চারপাশের বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ শক্তি সর্বদা পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে নির্দেশ করে তাই একে কেন্দ্র বলও বলা হয়। কিন্তু যে কোনো সুপারনোভার বিস্ফোরণের সময়, কেন্দ্রাতিগ বল এমন একটি দৃশ্যের মধ্যে আসে যা সুপারনোভাকে বিস্ফোরণের জন্য প্রভাবিত করে। কেন্দ্রাতিগ কেন্দ্রের তুলনায় বল অনেক বেশি বল।

কেন্দ্রাতিগ বল সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়

F_c = এমভি²/r

কেন্দ্রাতিগ বল যদি মহাকর্ষীয় বলের সমান হয়, তাহলে

mv²/r = GMm/r²

v=√GMm/r

এটি মহাকর্ষীয় বলের উপস্থিতিতে বস্তুর বেগ, যদি মহাকর্ষ বল অনুপস্থিত থাকে, তাহলে বস্তুটি একটি বিস্ফোরণে যে শক্তি গ্রহণ করে তা নিয়ে অসীম দূরত্বে দুলবে।

আরও পড়ুন মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের শক্তি কি একটি ভেক্টর: কেন, কীভাবে, বিস্তারিত তথ্য.

মহাকর্ষ বল নেতিবাচক হয় কিভাবে?

আকর্ষণের ধনাত্মক মহাকর্ষ বল দুটি দেহকে একত্রে আবদ্ধ রাখে।

দুটি দেহের দ্বারা করা কাজটি একে অপরের থেকে দূরে সরানোর জন্য এক মিনিটের মহাকর্ষীয় আকর্ষণ প্রয়োগ করে, তারপরে মহাকর্ষ বল নেতিবাচক।

দুটি শরীরের মধ্যে আকর্ষণীয় শক্তি সবসময় একে অপরের কাছাকাছি আনার চেষ্টা করবে। একে অপরের দিকে স্থানচ্যুত করার জন্য প্রতিটি বস্তুর উপর নির্দিষ্ট কাজ করা হয়। এটি ইতিবাচক মহাকর্ষীয় বলের ক্ষেত্রে, যেখানে কাজটি ইতিবাচক।

কিন্তু যদি দুটি দেহের মধ্যে বিচ্ছিন্নতা ক্রমাগত বাড়তে থাকে এবং উভয়ের মধ্যে শক্তি ক্রমাগত কেন্দ্রের দিকে কাজ না করে তবে উভয়ের মধ্যে যে কাজটি করা হয় তা নেতিবাচক হবে এবং এইভাবে দুটি দেহ একে অপরের থেকে দূরে সরে যাবে। তাই, মহাকর্ষ বলকে ঋণাত্মক বলা হয়।

তাতেই কাজ হবে,

কাজ হয়েছে =-জিএম₁m₂/r² d

এই ক্ষেত্রে, বাহ্যিকভাবে কাজ করে এমন পরিস্থিতিগত বল যা দেহগুলিকে একে অপরের থেকে দূরে টেনে নিয়ে যায় দুটি দেহের মধ্যে সমান এবং বিরোধী কাজ করে এমন মহাকর্ষীয় শক্তির তুলনায় বেশি। এই ফলাফল হতে পারে যখন দুটি বস্তু একে অপরের থেকে বিস্তৃত দূরত্বে পৃথক হয়।

আমরা আরেকটি ক্ষেত্রে দেখব যেখানে মহাকর্ষ বল ঋণাত্মক হতে পারে। আসুন আমরা একটি বস্তুর বিবেচনা করি যার বিশাল ভর 'M' আছে এবং আরেকটি খুব ছোট আকারের বস্তুর ভর হালকা 'm' আছে।

লাইটার ভর 'm'-এর উপর চাপানো ভর 'M'-এর মহাকর্ষীয় টান 'M' ভর 'm'-এর উপর ভর 'm' দ্বারা মহাকর্ষীয় বলের চেয়ে অনেক বেশি হবে, এই কারণে 'm' ভরের বস্তুটি কাছাকাছি চলে যাবে। এবং ভর 'M' বস্তুর কাছাকাছি, এইভাবে ভর 'm' বস্তুর উপর মহাকর্ষীয় টান বাড়ায়।

আরও পড়ুন মহাকর্ষ বল কি একটি কেন্দ্রীয় শক্তি: কেন, কিভাবে এবং বিস্তারিত অন্তর্দৃষ্টি.

মহাকর্ষ ধ্রুবক নেতিবাচক নাকি ধনাত্মক?

মহাকর্ষীয় ধ্রুবক স্পষ্টতই একটি ধনাত্মক পরিমাণ এবং ঋণাত্মক হতে পারে না।

মহাকর্ষীয় ধ্রুবক G=6.67*10^-11 একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক যা দুটি দেহকে পৃথককারী দূরত্বের বর্গ এবং তাদের ভরের গুণফলকে মহাকর্ষীয় বলের সাথে সম্পর্কিত করে।

আরও পড়ুন মহাকর্ষীয় ধ্রুবক.

পৃথিবীতে ভর 'm' একটি বস্তু পৃথিবীর কারণে মহাকর্ষীয় টান প্রয়োগ করে বিবেচনা করুন। ধরা যাক 'M' পৃথিবীর ভর এবং 'r' পৃথিবীর ব্যাসার্ধ।

মাধ্যাকর্ষণ শক্তি নিচের মত সম্পর্ক দ্বারা চিহ্নিত করা হয়,

F=G Mm/r²

যেখানে F হল একটি মহাকর্ষীয় বল

G হল একটি মহাকর্ষীয় ধ্রুবক

M হল পৃথিবীর একটি ভর

m হল পৃথিবীর চারপাশে প্রদক্ষিণ করা বস্তুর একটি ভর

r হল পৃথিবীর ব্যাসার্ধ

নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র অনুসারে, অভিকর্ষের কারণে বস্তুর উপর ক্রিয়াশীল বল হল F=mg।

এখানে, 'm' ভরের বস্তুর উপর পৃথিবী দ্বারা অভিকর্ষের কারণে যে বল প্রয়োগ করা হয় তা বেশি কারণ ভর 'M' ভর 'm' থেকে বড়। সুতরাং, ভর 'M' দ্বারা অভিকর্ষের কারণে বল হল F=Mg। এটিকে মহাকর্ষীয় বল সমীকরণের সাথে সমীকরণ করলে, আমাদের আছে

Mg=Mm/r²

তাই আমরা পেতে

g=Gm/r²

অতএব, আমরা আছে

G=gr²/m

এই সমীকরণে মানগুলি প্রতিস্থাপন করে, আমরা মহাকর্ষীয় ধ্রুবকের মান পেতে পারি।

আমাদের আছে, g=9.8m/s²

পৃথিবীর ব্যাসার্ধ r=6400km

পৃথিবীর ভর m= 6*10²⁴kg

উপরের সমীকরণে এই মানগুলি সন্নিবেশ করালে আমরা পাই,

G= 9.8*(6400*10³)²/6*10²⁴

= 9.8*6400*6400*10^-18/6

= 6.67 * 10⁷* 10^-18

= 6.67 * 10^-11 Nm²/কেজি²

এইভাবে আমরা দেখেছি যে মহাকর্ষীয় ধ্রুবক ধনাত্মক।

আরও পড়ুন মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তির 10+ উদাহরণ.

সচরাচর জিজ্ঞাস্য

105kg এবং 2.5 × 10 ভর বিশিষ্ট বস্তুর মধ্যকার মাধ্যাকর্ষণ বল কি?³ দূরত্ব 10 দ্বারা পৃথক kg³কিমি?

প্রদত্ত: মি = 105 কেজি

M= 2.5 × 10³ kg

r = 10³km

G=6.67*10^-11Nm²/কেজি²

আমাদের আছে,

F=GmM/r²

=6.67*10^-11{10⁵* 2.5 * 10³/ (10)³)²

= 1750.9 * 10^-14

= 1.75 * 10^-11 N

সুতরাং, দুটি বস্তুর মধ্যে মহাকর্ষ বল

1.75 * 10^-11 N.

আমাদের পৃথিবী গ্রহের পালানোর বেগ কত?

এস্কেপ বেগ vesc=√2GM/r হিসাবে দেওয়া হয়

আমরা জানি যে g=GM/r².

উপরের সমীকরণে এটি ব্যবহার করে,

v_Esc=√2gr

পৃথিবীর ব্যাসার্ধ r=6400km=6400*10³ m

=√2*9.8*6400*10³

=√125.44*10⁶

= 11.2 * 10³m / s

=11.2 কিমি/সেকেন্ড

সুতরাং, পৃথিবীর পালানোর বেগ হল 11.2 কিমি/সেকেন্ড।

10 ভর বিশিষ্ট বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ কত?⁴পৃথিবীতে 10m ব্যাসার্ধের কেজি বর্তমান?

প্রদত্ত: মি = 10⁴kg

r = 10 মি

G=6.67*10^-11Nm²/কেজি²

আমাদের আছে, g=GM/r²

= 6.67 * 10^-11* 10⁴/ 10²

= 6.67 * 10^-9এন/কেজি

সুতরাং, বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ হল 6.67*10^-9এন/কেজি

একটি অব্যাহতি বেগ কি?

পালানোর বেগ সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়

v=√2GM/r

এটি যে কোনো বস্তুর উপর আরোপিত মহাকর্ষীয় শক্তিকে অতিক্রম করার জন্য প্রয়োজনীয় সর্বনিম্ন বেগ। এই যখন একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় বস্তু দ্বারা অর্জিত সম্ভাব্য শক্তি তার গতিশক্তির সমান হয়ে যায়।