অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক: কেন, কখন, কিভাবে, সমস্যার উদাহরণ

অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক বা কেন প্রক্ষিপ্ত গতিতে অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক, তার সমস্যার উদাহরণ সহ নিবন্ধটি আলোচনা করে। 

প্রয়োগকৃত বল প্রক্ষিপ্ত গতিতে প্যারাবোলিক পাথ সেট করার পরে, শুধুমাত্র মাধ্যাকর্ষণ বল উল্লম্ব দিক থেকে একটি প্রক্ষিপ্তে নিচের দিকে কাজ করে। তাই একটি বস্তু বিভিন্ন উল্লম্ব বেগ কিন্তু ধ্রুব অনুভূমিক বেগ সঙ্গে নিচের দিকে সরে যায়। 

মহাকর্ষ বল সম্পর্কে আরও পড়ুন।

একটি বস্তু বলা হয় প্রজেক্ট যখন শুধুমাত্র একটি অভিকর্ষ বল এর উপর কাজ করে। যখন কোনো বস্তু উচ্চতা থেকে পড়ে যায়, উল্লম্বভাবে ওপরের দিকে নিক্ষিপ্ত হয়, বা অনুভূমিকভাবে কোনো কোণে নিক্ষিপ্ত হয়, তখন এটি একটি অনুমানযোগ্য বাঁকা পথে ভ্রমণ করে যখন মাধ্যাকর্ষণ ছাড়া অন্য কোনো শক্তি কাজ করে না। যখন কোনো বস্তু তার জড়তা দ্বারা গতিশীল থাকে এবং অভিকর্ষ বলের দ্বারা প্রভাবিত হয় তখন তাকে বলা হয় 'অধিবৃত্তাকার গতি' যদি কোনো বস্তুর ওপর অন্য কোনো শক্তি কাজ করে, তাহলে তাকে প্রক্ষিপ্ত বলা হয় না। 

বেশিরভাগ সময়, আমরা ভুল বুঝি যে যখন একটি বস্তু উপরের দিকে বা নীচের দিকে চলে যায়, তখন অবশ্যই একটি থাকবে বল এছাড়াও ঊর্ধ্বমুখী বা নিম্নগামী অভিনয়। উল্লেখ্য যে বল শুধুমাত্র একটি বস্তুর ত্বরণ সেট আপ করতে প্রয়োজন, তার গতি নয়। বল একটি বস্তুর গতি বজায় রাখে না বরং তার ত্বরণ। অতএব, এমনকি যদি প্রক্ষিপ্তটি উপরের দিকে চালিত হয়, তবে অভিকর্ষের কারণে একটি নিম্নগামী ত্বরণ থাকতে হবে, প্রক্ষিপ্ত গতিকে মন্থর করে।

এই কারণেই প্রক্ষিপ্তটি কেবলমাত্র একটি একক শক্তিকে সরাসরি নীচে অনুভব করে; পশ্চাৎগামী বা সামনের দিকে নয় বা, অনুভূমিকভাবে বলা যায়। মাধ্যাকর্ষণ বল শুধুমাত্র উপরে-নিচে বা উল্লম্ব বেগকে ত্বরান্বিত করে, যেখানে এর অনুভূমিক উপাদান পরিবর্তন হয় না কারণ প্রক্ষিপ্ত গতিতে কোনো বল অনুভূমিকভাবে কাজ করে না। 

সেখানে বিভিন্ন হয় প্রক্ষিপ্ত গতির উদাহরণ যা ধ্রুব অনুভূমিক বেগের সাথে এই ধরনের প্যারাবোলিক ট্রাজেক্টোরিকে চিত্রিত করে, যেমন

• গলফ খেলছি
• ঝুড়ি মধ্যে বাস্কেটবল নিক্ষেপ
• ক্যাননবল মোশন
• একটি হোসপাইপ থেকে জল বেরিয়ে আসছে
• লাথি মারার পর ফুটবল
• মাউন্টেন বাইক স্টান্ট
• হাতুড়ি নিক্ষেপ
• রকেট প্রজেকশন
• ভলিবলখেলা 
• নেটওয়ার্ক অনুসন্ধান

মোমেন্টাম সম্পর্কে আরও পড়ুন

কখন অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক?

প্রক্ষিপ্ত গতির সময় অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক।

সংজ্ঞা অনুসারে, প্রক্ষিপ্ত গতি একটি একক মাধ্যাকর্ষণ শক্তিকে উদ্বিগ্ন করে যা পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে একটি নেট বলকে প্ররোচিত করে। যেহেতু কোনো অনুভূমিক বল প্রক্ষিপ্ত গতিতে কাজ করে না, তাই এর অনুভূমিক বেগ স্থির থাকে এবং মহাকর্ষ বলের কারণে পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে অগ্রসর হয়।

মহাকর্ষীয় ত্বরণ সম্পর্কে আরও পড়ুন।

ধ্রুব অনুভূমিক বেগের সাথে নিম্নগামী ত্বরণের ধারণাটি বোঝার জন্য, একটি ছেলে উচ্চ বেগের সাথে একটি সোজা দিকে একটি বল নিক্ষেপের উদাহরণ বিবেচনা করুন। ধরা যাক এই ক্ষেত্রে মাধ্যাকর্ষণ নগণ্য, তাহলে অভিকর্ষের অভাবে বল নড়বে কীভাবে?

নিউটনের সূত্র বলছেন, "গতিশীল একটি বস্তু গতিতে চলতে থাকে যদি না কিছু বল তার উপর কাজ করে" এর মানে; একটি বল একটি ধ্রুবক বেগের সাথে একটি সরল পথে চলে, যা এর সাথে একমত জড়তা আইন. 

এখন একই ক্ষেত্রে, মাধ্যাকর্ষণ থাকলে কী হবে? মাধ্যাকর্ষণ বল বলের উল্লম্ব গতিকে প্রভাবিত করে, একটি উল্লম্ব ত্বরণ সৃষ্টি করে, অবাধ পতনশীল বস্তু মাধ্যাকর্ষণ g কারণে ত্বরণের হারে ত্বরণ। অভিকর্ষ বলের কারণে, বলটি প্রক্ষিপ্ত গতির বৈশিষ্ট্য অনুসারে প্যারাবোলিক ট্রাজেক্টোরির পরে তার সরল পথের নীচে উল্লম্বভাবে নেমে যাবে। 

ধরুন সেই ছেলেটি বল নিক্ষেপ করার জন্য 20N বল প্রয়োগ করে। বলটি 10m/s বেগ অর্জন করে এবং অনুভূমিকভাবে একই বেগের সাথে চলতে থাকে। একই সময়ে, অভিকর্ষ বলের কারণে উল্লম্ব বেগ প্রতি সেকেন্ডে 9.8m/s বেগ অর্জন করে। তার মানে বলটির উল্লম্ব ত্বরণ প্রায় 9.8 m/s কিন্তু কোনো অনুভূমিক ত্বরণ নেই। 

নিম্নগামী ত্বরণের ফলে অভিকর্ষ বল নগণ্য হলে প্রক্ষিপ্ত বলটি সরলরেখা থেকে একটি নিম্ন গতিপথে পরিণত হয়। বলটি অভিকর্ষের অস্তিত্বে তার ধ্রুবক অনুভূমিক বেগ ধারণ করে যা আগের মতো সঠিক উল্লম্ব বেগ চালাতে কাজ করে।

তবে, অভিকর্ষ বা উল্লম্ব বল লম্বভাবে কাজ করে প্রক্ষেপণের অনুভূমিক বেগ. যেহেতু লম্ব উপাদান একে অপরের থেকে স্বাধীন, অভিকর্ষ বল প্রভাবিত করতে পারে না বলের অনুভূমিক বেগ। এটা কেন যেকোন প্রক্ষিপ্ত নিম্নগামী ত্বরণ কিন্তু ধ্রুব অনুভূমিক বেগের সাথে চলে। 

মহাকর্ষীয় ত্বরণ উদাহরণ সম্পর্কে আরও পড়ুন।

কেন অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক?

সার্জারির প্রজেক্টাইলের অনুভূমিক বেগ ধ্রুবক এর জড়তার কারণে।

কোন বল না থাকলে, জড়তার নিয়ম অনুযায়ী বস্তুর অবস্থা পরিবর্তন হবে না। একটি প্রজেক্টাইলের ধ্রুবক বেগের সাথে একটি গতিতে থাকার প্রবণতা প্রক্ষিপ্তটির অনুভূমিক গতিতে পরিণত হয়। অতএব, প্রক্ষিপ্ত একটি স্থিতিশীল অনুভূমিক বেগ সঙ্গে ড্রাইভ.

আরও পড়ুন নেট ফোর্স। 

একটি বস্তুর অবস্থাকে স্থির থেকে গতিশীল করতে বা গতি থেকে স্থির হতে বল প্রয়োজন হয়।. কিন্তু যদি কোন বাহ্যিক শক্তি কাজ না করে, একটি বস্তু বিশ্রামে থাকে, বা যদি এটি গতিশীল থাকে, তবে এটি চিরকালের সাথে ভ্রমণ করতে থাকে। ধ্রুব বেগ. প্রক্ষিপ্তটিকে বল প্রয়োগের মাধ্যমে প্রাথমিক বেগ প্রদান করা হয় এবং তারপরে এটি শুধুমাত্র জড়তা এবং অভিকর্ষ বল দ্বারা প্রভাবিত হয়।

অভিকর্ষ বল উল্লম্বভাবে নিচের দিকে প্রক্ষিপ্তভাবে কাজ করে যা প্রতি সেকেন্ডে উল্লম্ব বেগের পরিবর্তন করে। কিন্তু প্রক্ষিপ্তের উপর অনুভূমিকভাবে কোন বল কাজ করে না; এটি তার জড়তা বৈশিষ্ট্যের কারণে ধ্রুব অনুভূমিক বেগের সাথে ভ্রমণ করে। নিম্নগামী উল্লম্ব গতি এবং ধ্রুব অনুভূমিক গতি প্রক্ষিপ্তটিকে একটি পরাবৃত্তীয় গতিপথ প্রদান করে। 

একটি তীরন্দাজকে 15মি/সেকেন্ডের প্রাথমিক বেগে তীর ছুঁড়ে ঊর্ধ্বমুখী কোণ ছাড়াই বিবেচনা করুন। মাধ্যাকর্ষণ নগণ্য হলে, প্রক্ষিপ্ত তীরটি অনুভূমিক দিকে 15m/s গতিতে চলতে থাকবে। কিন্তু মাধ্যাকর্ষণ বল তীরটিকে 9.8m/s/s বেগে নিচের দিকে ত্বরান্বিত করতে ঠেলে দেয়।

কিন্তু উদ্ধৃত করা অপরিহার্য জিনিস হল যে তীরের প্যারাবোলিক ট্রাজেক্টোরির সময় অনুভূমিক বেগ অপরিবর্তনীয় থাকে, যা অনুমোদন করে সেখানে প্রক্ষিপ্ত তীরের উপর নিযুক্ত শুধুমাত্র একটি উল্লম্ব বল কিন্তু কোন অনুভূমিক বল নেই. 

ধরুন, তীরন্দাজটি অনুভূমিক থেকে 75 ডিগ্রি কোণে 10m/s বেগ সহ তীরটি চালু করেছে। এই ধরনের প্রাথমিক বেগের জন্য, তীরটি প্রাথমিকভাবে 19.6m/s উপরে এবং 73.1m/s ডানদিকে ভ্রমণ করবে। অধিকন্তু, তীরটি 73.1m/s সঠিক অনুভূমিক বেগের সাথে ডানদিকে ভ্রমণ করে যখন তীরের উল্লম্ব বেগ প্রতি সেকেন্ডে 9.8m/s দ্বারা পরিবর্তিত হয়। 

তীরটি উৎক্ষেপণের পরে তার শিখরের দিকে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে এটি ধীর হয়ে যায়; এবং এটি শিখর থেকে নেমে যাওয়ার সাথে সাথে এটির গতি বাড়ে। আমরা তীর বা প্রক্ষিপ্ত গতির সুষম প্রকৃতি পর্যবেক্ষণ করতে পারি। শীর্ষে পৌঁছানোর এক সেকেন্ড পরে, উল্লম্ব বেগ তার শীর্ষ থেকে এক সেকেন্ড কমার পরে বেগের সমান হয়। একইভাবে, সর্বোচ্চে পৌঁছানোর দুই সেকেন্ড পর, উল্লম্ব বেগ তার শিখর থেকে দুই সেকেন্ড নিচে নামার পর উল্লম্ব বেগের সমান।

অ-অনুভূমিকভাবে প্রজেক্টাইলের জন্য, বেগ ভেক্টরের দিকটি উপরের পথে একটি প্লাস (+) এবং নীচের পথে বিয়োগ (-) হিসাবে ধরে নেওয়া হয়। তবুও, এর মাত্রা তার শিখরের প্রতিটি পাশে অভিন্ন ব্যবধান সময়ের অনুরূপ। এছাড়াও, লক্ষ্য করুন যে তীরের উল্লম্ব বেগ তার শীর্ষে শূন্য। কারণ তীরের বেগ ভেক্টর ট্র্যাজেক্টোরির শিখরে সম্পূর্ণ অনুভূমিক। অতএব, সংক্ষিপ্ত স্থানচ্যুতির জন্য, অনুভূমিক গতি অভিকর্ষ বল দ্বারা প্রভাবিত হয় না। 

গতি সম্পর্কে আরও পড়ুন।

---