গতিশক্তি কি সংরক্ষিত: কেন, কখন এবং বিস্তারিত তথ্য এবং FAQs

পদার্থবিজ্ঞানে, অনেক পরিমাণ সংরক্ষণ করা হয়। এই পোস্টে, আমরা বিস্তারিতভাবে সংরক্ষিত গতিশক্তি নিয়ে কাজ করব।

পদার্থবিজ্ঞানে সংরক্ষণ শব্দটি এমন একটি পরিমাণ নির্দেশ করে যা পরিবর্তন হয় না। যখন একটি গতি থাকে, তখন এতে KE উপস্থিত থাকে। সংঘর্ষের ক্ষেত্রে, সংঘর্ষের আগে এবং পরে KE আলাদা। বিভিন্ন অবস্থার জন্য KE এর সংরক্ষণ একটি বস্তুর উপর কাজ করে এমন বাহ্যিক কারণের উপর নির্ভর করে।

এখন সময় এসেছে বিভিন্ন অবস্থার বিস্তারিত অধ্যয়ন করে গতিশক্তি সংরক্ষণ করা হয় কিনা কারণ এটি পোস্টের প্রাথমিক ফোকাস।

ঘূর্ণন গতিশক্তি সংরক্ষিত হয়?

গতিশক্তি এমনকি ঘূর্ণনশীল মধ্যে সংরক্ষিত হয় একটি বস্তুর গতি।

আমরা জানি যে গতিশক্তি ট্রান্সলেশনাল বা সংরক্ষিত হয় রৈখিক গতি, এবং আমরা KE = 1/2mv2 সূত্র ব্যবহার করে খুঁজে বের করি। একইভাবে, এমনকি ঘূর্ণন গতিতেও, KE সংরক্ষণ করা হয় এবং এটি ঘূর্ণন গতিশক্তি হিসাবে পরিচিত। এখানে ঘর্ষণ ঘটলে শক্তি তাপে পরিবর্তিত হয়।

তির্যক সংঘর্ষে গতিশক্তি সংরক্ষণ করা হয় কিনা তা এখন জানার সময়।

গতিশক্তি তির্যক সংঘর্ষে সংরক্ষিত হয়?

স্থিতিস্থাপক হলে একটি তির্যক সংঘর্ষে বস্তুর সিস্টেমের গতিশক্তি সংরক্ষণ করবে।

একটি তির্যক সংঘর্ষে, স্থির অবস্থানে থাকা বস্তুটির কিছু বেগ থাকবে যা প্রাথমিক বস্তুর জন্য স্বাভাবিক হবে। যেহেতু সংঘর্ষটি স্থিতিস্থাপক হবে, মোট ভরবেগের পরিমাণ এবং বস্তুর সিস্টেমের গতিশক্তি (KE) সংরক্ষণ করা হবে।

যদি এটি একটি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ হয়, KE শব্দ বা তাপে রূপান্তরিত হবে এবং সংরক্ষণ করা হবে না।

গতিশক্তি একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে সংরক্ষিত হয়?

একটি ইন বিচ্ছিন্ন সিস্টেম, বস্তুর সিস্টেমের গতিশক্তি সংরক্ষিত হয়।

বস্তুর একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম এমন একটি সিস্টেম যা বাহ্যিক প্রভাব দ্বারা প্রভাবিত হয় না যার ফলে সিস্টেমের ভরবেগ পরিবর্তন হয়। একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে গতিশক্তি সংরক্ষিত হয় যেহেতু প্রতিরোধের মতো অন্যান্য কারণগুলি থেকে; ঘর্ষণ এটি প্রভাবিত করে না। এর ভিতরে KE বিভিন্ন আকারে রূপান্তরিত হয় এবং একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের ভিতরে থাকে।

এখন আসুন আমরা সেই দিকগুলিতে মনোনিবেশ করি যা বলে যে গতিশক্তি কেমন কৌণিক ভরবেগে সংরক্ষিত.

গতিশক্তি কৌণিক ভরবেগে সংরক্ষিত হয়?

সাধারণভাবে, যখন কৌণিক ভরবেগ একটি কণার উপর কাজ করে, তখন এটি সংরক্ষণ করা হয়, কিন্তু সেই শরীরের গতিশক্তি সংরক্ষিত হবে না।

• কৌণিক ভরবেগ এবং KE একে অপরের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। যদি বস্তুর সংঘর্ষ হয় এবং এটি স্থিতিস্থাপক হয়, তাহলে KE সংরক্ষণ করা হবে না, তবে সেই বস্তুর কৌণিক ভরবেগ সিস্টেমে সংরক্ষিত হবে কারণ বাইরের বল ভারসাম্যহীন না হওয়ায় কোন টর্ক থাকবে না।
• গতিশক্তি সাধারণত হয় না কৌণিক ভরবেগ সংরক্ষণ করুন।

 এখন, আমাদের ফোকাস করা যাক ঘূর্ণন গতিতে KE সংরক্ষিত।

গতিশক্তি কি ঘূর্ণন গতিতে সংরক্ষিত?

আমরা জানি যে ঘূর্ণন গতিতে, গতিতে কণার গতিশক্তি সংরক্ষিত হয়।

রৈখিক গতির মতো, KE সংরক্ষণ করা হয়। একইভাবে, একটি বস্তুর ঘূর্ণন গতিতে গতিশক্তি সংরক্ষিত হয়। এখানে গতিশক্তিকে ঘূর্ণনশীল গতিশক্তি বলা হয় কারণ এটি শরীরের ঘূর্ণনের কারণে ঘটে এবং এটি মোট KE-এর একটি উপাদান।

বস্তুর সিস্টেমকে প্রভাবিত করার কারণগুলি বিবেচনা করে বিভিন্ন অবস্থার জন্য KE সংরক্ষণ করা সম্ভব।

গতিশক্তি কখন সংরক্ষিত হয়?

যদি সংঘর্ষের ধরন স্থিতিস্থাপক হয়, তাহলে গতিশক্তি সংরক্ষিত হয়।

• একটি ইন ইলাস্টিক সংঘর্ষ, যখন দুটি বস্তুর মধ্যে কিছু ভরের সংঘর্ষ হয়, তখন তারা একসাথে আটকে থাকে না বা সংঘর্ষের সময় বিকৃত হয় না, অর্থাৎ সংঘর্ষের প্রক্রিয়ার আগে এবং পরে KE সমান হবে এবং KE সংরক্ষণ করা হবে। এটি আরও বলা যেতে পারে গতির সংরক্ষণ থেকে।
• আমরা যদি পুল বলের উদাহরণ নিই, লক্ষ্যে আঘাত করা হয়, বলগুলি একে অপরের সাথে সংঘর্ষে একে অপরের থেকে আরও এগিয়ে যায়।
• একটি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে, যেকোনো দুই বা তিনটি বস্তুর ভর একসাথে লেগে থাকে।

এবার আসুন গতিশক্তি সংরক্ষণের শর্তগুলি জানুন.

কি অবস্থার অধীনে গতিশক্তি হয় সংরক্ষিত একটি সংঘর্ষে?

প্রয়োজনীয় শর্ত যেখানে কণার গতিশক্তি সংরক্ষণ করা যেতে পারে শুধুমাত্র নিখুঁত সংঘর্ষে যা প্রকৃতিতে স্থিতিস্থাপক।

• সাধারণভাবে, গতিশক্তি বিরল প্রক্রিয়ায় সংরক্ষণ করা হবে; তা সত্ত্বেও, w সমস্ত প্রক্রিয়ায় মোট শক্তি সংরক্ষণ করবে। শুধুমাত্র মধ্যে পুরোপুরি ইলাস্টিক সংঘর্ষ, KE সংরক্ষণ করা হবে.
• যদি একটি বস্তু প্রাথমিকভাবে স্থির থাকে এবং তারপর নড়াচড়া শুরু করে, তাহলে বস্তুর KE ভরবেগে রূপান্তরিত হবে এবং এখানে কিছু পরিমাণ KE হারিয়ে যাবে এবং সংরক্ষণ করা হবে না।

সুতরাং, ন্যূনতম শর্ত রয়েছে যার অধীনে KE সংরক্ষণ করা হয়।

একটি শরীরের গতিশক্তি খুঁজে বের করতে ব্যবহৃত সূত্র

একটি শরীরের KE এর মান জানার জন্য সাধারণভাবে ব্যবহৃত সূত্রটি নীচে দেওয়া হল,

গতিশক্তি = KE = ½ mv²

উপরের সূত্রে, শর্তাবলী

m = বস্তুর ভর

v = একটি গতিতে বস্তুর বেগ।

এখন এটা করার সময় গতিশক্তি সংরক্ষণের প্রকৃতি জানুন.

গতিশক্তি কি একটি ভেক্টর বা একটি স্কেলার ভৌত পরিমাণ?

KE এর মান জানার জন্য ব্যবহৃত সূত্র থেকে আমরা সহজেই এর প্রকৃতি জানতে পারি।

KE এর সূত্রে, ভর হল স্কেলার ভৌত পরিমাণ এবং বেগ হল ভেক্টরের ভেক্টর পরিমাণ। এখানে লক্ষ্য করার আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল যে বেগ বর্গ করা হয়, এবং আমরা জানি যে কোনো ভেক্টর পরিমাণের বর্গকে স্কেলার বলা হয়। যেহেতু KE এর উভয় পদই এখন স্কেলার, আমরা বলতে পারি KE একটি স্কেলার পরিমাণ।

এবার আসুন গতিশক্তি কি অবস্থায় জানেন সর্বোচ্চ।

কোন অবস্থায় গতিশক্তি সর্বাধিক হবে?

এমনকি এই প্রশ্নের উত্তরটি গতিশক্তি গণনা করতে ব্যবহৃত সূত্রের উপর ভিত্তি করে।

উভয় গতিশক্তি এবং সম্ভাবনা শক্তি কখনও কখনও হাতে চলে যায়, তাই KE সর্বাধিক হওয়ার জন্য, সম্ভাব্য শক্তি সর্বাধিক হতে হবে এবং এই সম্ভাব্য শক্তি সর্বাধিক হবে যখন বস্তুর বেগ সর্বাধিক হয়। বিবেচনা করা বস্তুর ভর অবশ্যই ভারসাম্যপূর্ণ হতে হবে।

উপরের সব শর্ত পূরণ হলে, KE সর্বোচ্চ হবে।

গতিশক্তি একটি বিস্ফোরণে সংরক্ষণ করা যেতে পারে??

গতিশক্তি বিস্ফোরণে একটি সংরক্ষণযোগ্য পরিমাণ নয়।

এটি একটি সাধারণ সত্য যে বিস্ফোরণ ঘটে যখন এক ধরণের শক্তি অন্য আকারে রূপান্তরিত হয়। একটি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়ায় উপস্থিত রাসায়নিক শক্তি তাপ বা KE-তে হারিয়ে যায় যা বিস্ফোরণের কারণ হতে পারে। সুতরাং, আমরা বলতে পারি যে KE একটি বিস্ফোরণে সংরক্ষিত নয়।

যাইহোক, আমরা শিখেছি যে গতিশক্তি বিস্ফোরণ পদার্থে সংরক্ষণ করা হয়।

গতিশক্তি একটি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে সংরক্ষণ করা যেতে পারে??

এটি একটি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে একটি ক্ষুদ্র পরিমাণ গতিশক্তিও সংরক্ষণ করতে পারে না।

এটা জানা যায় ক সত্য যে একটি সংঘর্ষে যা স্থিতিস্থাপক, এমনকি একটি ক্ষুদ্র পরিমাণ KEও সংরক্ষণ করা হবে না। স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে, কিছু KE তাপ বা অন্য কোনো আকারে রূপান্তরিত হয় যখন বস্তুগুলো আটকে থাকে এবং এই শক্তিগুলো নষ্ট হয়ে যায়।

সংরক্ষিত KE বস্তুগুলি সরানোর জন্য শুধুমাত্র ইলাস্টিক সংঘর্ষে ব্যবহার করা হয়।

বস্তুর গতি কমে গেলে গতিশক্তির কী ঘটে?

বস্তুর গতি কমে গেলে শক্তির রূপান্তর ঘটে।

শরীরের গতি কমে গেলে, বস্তুতে উপস্থিত KE থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হবে যেমন সম্ভাব্য, তাপ বা শব্দ শক্তি, অর্থাৎ, আমরা বলতে পারি যে গতি কমে গেলে, KE অন্য রূপে রূপান্তরিত হবে।

এখন দেখা যাক কিভাবে এই গতিশক্তির রূপান্তর ঘটে।

কিভাবে গতিশক্তি রূপান্তর ঘটবে?

গতিশক্তির রূপান্তর বোঝার জন্য, আমরা YO-YO খেলনার একটি সাধারণ উদাহরণ নিতে পারি।

আপনাকে এটিকে বিশ্রামে রাখতে হবে এবং তারপর ইয়ো-ইয়ো খেলতে প্রথমে স্ট্রিংটি টানতে হবে। সম্ভাব্য শক্তি থাকবে; স্ট্রিং টানার পরে, খেলনা পড়ে যায় এবং KE লাভ করে। এখানে PE কে KE তে রূপান্তর করা হয়। এইভাবে, সঞ্চিত সম্ভাব্য শক্তি যখন গতি ঘটে তখন KE-তে রূপান্তরিত হবে।

এখন গতিশক্তি সম্পর্কিত কিছু মৌলিক উদাহরণ জেনে নেওয়া যাক।

কিসের? গতিশক্তির উদাহরণ?

আমরা জানি যে KE একটি শরীরের ভর এবং বেগের উপর নির্ভর করে, তাই এর উপর ভিত্তি করে, ব্যাপক গতিশক্তির উদাহরণগুলি নিম্নরূপ,

• রাস্তায় চলাচলকারী একটি লরিতে একটি গাড়ির চেয়ে বেশি KE থাকে যা একই রাস্তায় একই গতিতে ভ্রমণ করে কারণ লরিটির ভর বেশি।
• একটি প্রবাহিত জলের শরীরে গতিশক্তি থাকে কারণ এটি একটি নির্দিষ্ট গতিতে প্রবাহিত হয় এবং ভর নিয়ে থাকে।
• সমস্ত মহাজাগতিক বস্তু যেমন গ্রহাণু এবং উল্কাগুলি বড় এবং একটি নির্দিষ্ট গতিতে ভ্রমণ করে; যখন তারা পৃথিবীর দিকে পতিত হয়, তারা KE নিয়ে গঠিত।

এগুলি গতিশক্তির কিছু উদাহরণ।

গতিশক্তির গণনার উপর ভিত্তি করে সমস্যা

গতিশক্তির ধারণা বোঝার মৌলিক সমস্যাগুলি নিম্নরূপ,

সমস্যা ঘ

175 মি/সেকেন্ড গতিতে চলমান 10 কেজি শরীরের গতিশক্তি খুঁজুন।

সমাধান:

যে কোনো ব্যক্তি বা বস্তুর গতিশক্তি খুঁজে বের করতে আমরা নিচের সমীকরণটি ব্যবহার করতে পারি.

গতিশক্তি = KE = ½ mv²

প্রশ্নে উল্লিখিত মানগুলি প্রতিস্থাপন করুন

KE = ½ (175kg) (10m/s)²

KE = 17500J

KE = 17.5 KJ

অতএব, প্রয়োজনীয় গতিশক্তি হল 17500 J।

সমস্যা ঘ

শরীরের ভর খুঁজুন যা 50 মি/সেকেন্ড গতিতে চলে এবং এর গতিশক্তি 1300 জে।

সমাধান:

যে কোনো ব্যক্তি বা বস্তুর গতিশক্তি খুঁজে বের করতে আমরা নিচের সমীকরণটি ব্যবহার করতে পারি।

গতিশক্তি = KE = ½ mv²

সমীকরণটি পুনরায় সাজান,

m = 2 * KE/v²

প্রশ্নে উল্লিখিত মানগুলি প্রতিস্থাপন করুন,

m =2 * (1300J) / (50m/s)²

মি = 1.04 কেজি

শরীরের প্রয়োজনীয় ভর হল 1.04 কেজি।

গতিশক্তি সংরক্ষণের উপর প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন | FAQs

গতিশক্তি বলতে কি বুঝ?

ভৌত বিজ্ঞানে প্রদত্ত গতিশক্তির সহজ সংজ্ঞা নিম্নরূপ,

• যখন একটি বস্তু গতিশীল থাকে, তখন তার গতির কারণে বস্তুটির কিছু পরিমাণ শক্তি থাকে, যা শরীরের দ্বারা সম্পন্ন কাজ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।
• যদি একটি শরীরকে ত্বরান্বিত করার প্রয়োজন হয় তবে আমাদের কিছু শক্তি প্রয়োগ করতে হবে। প্রয়োজনীয় বল প্রয়োগের জন্য, এই শক্তি অন্যের কাছে চলে যাওয়ার পরে এবং বস্তুকে গতি প্রদান করার পরে কিছু কাজ করতে হয়। পাস বা স্থানান্তরিত শক্তিকে গতিশক্তি বলে।

কেন গতিশক্তি সবসময় সংরক্ষিত হয়?

গতিশক্তি সবসময় সব প্রক্রিয়ায় সংরক্ষিত হয় না; শুধুমাত্র শরীরের মোট শক্তি সংরক্ষিত হয়.

• যেকোনো সংঘর্ষে, ইলাস্টিক ছাড়া KE সংরক্ষণ করা হয় না।
• একটি গতিতে, শক্তি এবং বাহ্যিক অবস্থার ক্ষতির কারণে বস্তুর সংঘর্ষের আগে এবং পরে KE ভিন্ন হবে।

গতিশক্তি সম্পর্কে প্রয়োজনীয় তথ্য কি?

গতিশক্তি সম্পর্কে প্রয়োজনীয় তথ্যগুলি নীচে দেওয়া হল,

• গতিশক্তি একটি অত্যাবশ্যক স্কেলার ভৌত পরিমাণ।
• এটা ergs পরিমাপ করা হয়.
• গতিশক্তির দুটি নির্দিষ্ট প্রকার রয়েছে: ঘূর্ণনশীল এবং রৈখিক বা অনুবাদমূলক।
• বস্তুর গতিশক্তি তখনই জানা যাবে যদি ঐ দেহের গতি ও ভর জানা যায়।

সংঘর্ষের পর কি গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়?

সংঘর্ষের প্রক্রিয়ার পরে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় না।

আমরা জানি যে, সাধারণভাবে, সংঘর্ষে গতিশক্তি স্থির থাকবে। সংঘর্ষের পরে সংস্পর্শে থাকা দেহগুলির মোট গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় না কারণ এটি শক্তি সংরক্ষণের সর্বজনীন আইন লঙ্ঘন করে।

তির্যক সংঘর্ষের সংজ্ঞা কি?

তির্যক সংঘর্ষ একটি অপরিহার্য ধরনের সংঘর্ষ।

দুটি বস্তু আছে বিবেচনা করে, একটি রেখা এমনভাবে আঁকা হয় যে উভয় বস্তুর ভরের কেন্দ্র বস্তুর বেগের দিকের সমান্তরালে থাকে না। এই ধরনের সংঘর্ষ একটি তির্যক সংঘর্ষ হিসাবে পরিচিত। একটি তির্যক সংঘর্ষে, বস্তুগুলি সমান্তরাল হবে না। একটি তির্যক সংঘর্ষের জন্য, বস্তুর মাত্রা থাকতে হবে।

গতিশক্তি সংরক্ষণ করা যেতে পারে? নেতিবাচক?

KE খুঁজে বের করার সূত্র থেকে, আমরা বলতে পারি যে সংরক্ষণ নেতিবাচক হতে পারে না।

সূত্রে উল্লিখিত ভর শব্দটি ক্ষতিকারক হতে পারে না, এমনকি ভি² নেতিবাচক হতে পারে না. তাই গতিবিদ্যা শক্তি নেতিবাচক হতে পারে না পরিমাণ যদি একটি গতি থাকে, তাহলে KE ধনাত্মক, এবং যদি কোন গতি না থাকে, তাহলে শূন্য KE এবং সংরক্ষণ নেতিবাচক হতে পারে না।

গতিশক্তি কি বস্তুর গতির দিকের উপর নির্ভর করে?

গতিশক্তির পরিমাণ শরীরের গতিশীল পথের দিকের উপর নির্ভর করতে পারে না।

আমরা জানি যে গতিশক্তি একটি স্কেলার, কারণ স্কেলার পরিমাণের বৈশিষ্ট্যটি বোঝায় যে এটি একটি কণার দিকে ফোকাস করে না।

গতিশক্তির পরিবর্তন কিভাবে একটি শরীরের কাজ সম্পাদন করতে পারে তার পরিমাণ প্রভাবিত করে?

একটি কণা বা শরীরের উপর কাজ করা যেতে পারে যখন এটি নড়াচড়া করে। অথবা যখন একটি বিশেষ বল প্রয়োগ করা হয়।

কর্ম-শক্তি তত্ত্ব থেকে, আমরা বলতে পারি যে একটি শরীরের উপর সঞ্চালিত কাজ গতিশীল একই শরীরের গতিশক্তির নির্দিষ্ট পরিবর্তনের সমান হবে। যদি আমরা KE-তে পরিবর্তন গণনা করতে পারি, তাহলে বস্তু বা একটি বডি দ্বারা সম্পন্ন কাজের পরিমাণ নির্ধারণ করা সম্ভব।

গতিশক্তির হারকে প্রভাবিত করে এমন কয়েকটি কারণের নাম বল?

দুটি গুরুত্বপূর্ণ মৌলিক কারণ যা গতিশীল শরীরের গতিশক্তিকে প্রভাবিত করে তা নীচে দেওয়া হল,

• গতিশক্তিকে প্রভাবিত করে এমন প্রথম ফ্যাক্টর হল শরীরের ভর। ভর বেশি হলে, KE বেশি এবং তদ্বিপরীত।
• দ্বিতীয় ফ্যাক্টর যেটি কণার গতিশক্তির হার পরিবর্তন করে তা তার সূত্র থেকে নেওয়া হয় যা ভর এবং এর বেগ।