সরল হারমোনিক উদাহরণ: বিস্তারিত ব্যাখ্যা

যখন একটি কণা তার ভারসাম্য অবস্থান সম্পর্কে একটি সরল রেখায় সরে যায়, তখন কণাটির গতিকে বলা হয় 'সরল সুরেলা গতি। সহজ সুরেলা গতি উদাহরণ আলোচনা করা যাক.

একটি ঘড়ি পেন্ডুলাম

যখন একটি বিন্দু ভরের একটি ওজনহীন, অক্ষম, এবং পুরোপুরি নমনীয় স্ট্রিং থাকে যা অনমনীয় সমর্থন থেকে স্থগিত থাকে, তখন এই ধরনের বিন্যাস একটি সাধারণ পেন্ডুলাম হিসাবে পরিচিত। যদি আমরা বিন্দুর ভরকে একদিকে সামান্য স্থানচ্যুত করি এবং এটি ছেড়ে দিই। তারপর এই ধরনের পরিস্থিতিতে, সরল পেন্ডুলাম তার গড় অবস্থান থেকে এদিক ওদিক দোলানো শুরু করে। একটি সরল পেন্ডুলামের গড় অবস্থান থেকে সরল রেখায় এই দোলনা সরল সুরেলা গতির উদাহরণ।

একটি সাধারণ পেন্ডুলাম
একটি সাধারণ পেন্ডুলাম

গিটার স্ট্রিং এর দোলন

গিটার স্ট্রিংয়ের মতো একটি বাদ্যযন্ত্র সরল সুরেলা গতির উদাহরণ। যখন আমরা একটি গিটারের স্ট্রিং বাজাই, তখন স্ট্রিংটি এদিক ওদিক চলতে শুরু করে। প্রথমে, গিটারের স্ট্রিংগুলি এগিয়ে যায় এবং তারপরে বিপরীত দিকে চলে যায়। এই গতি কম্পন সৃষ্টি করে। গিটার স্ট্রিং দ্বারা সৃষ্ট এই কম্পন সৃষ্টি করে শব্দ তরঙ্গ যা মানুষের কান গান শুনতে পায়

গাড়ী সাসপেনশন

একটি গাড়ির সাসপেনশন সিস্টেমে স্প্রিংস থাকে, যেহেতু স্প্রিংগুলির স্থিতিস্থাপকতার বৈশিষ্ট্য থাকে যখনই কোনও বাম্প থাকে তখন স্প্রিং কম্প্রেস করে যার ফলস্বরূপ গাড়ির চাকাগুলি গাড়ির বডিকে প্রকৃতপক্ষে না বাড়িয়ে একইভাবে যখন স্প্রিংস প্রসারিত হয় তখন এটি গাড়ির প্রকৃত ড্রপ ছাড়াই চাকাকে ড্রপ করে। শরীরের এই কারণে এবং থেকে গতি যা সরল সুরেলা গতি। যদিও এই ধরণের গতি স্যাঁতসেঁতে হয় যার মানে এটি সময়ের সাথে সাথে হ্রাস পায়। এই সাধারণ সুরেলা গতি একটি গাড়ির বাম্প পেরিয়ে গেলে যাত্রীরা যে শক পায় তা হ্রাস করে।

শ্রবণ

এটি সরল সুরেলা গতির কারণে জীবন্ত প্রাণীর শোনার ক্ষমতা রয়েছে। যখন কম্পনশীল অণুগুলি আমাদের কানের পর্দায় আসে, তখন এটি আমাদের কানের পর্দা টলতে পারে। আমাদের কানের পর্দায় সৃষ্ট এই কম্পনগুলি জীবের মস্তিষ্কে চলে যায়। যথাসময়ে, এই বিশদগুলি শ্রবণ স্নায়ুর মাধ্যমে জীবের মস্তিষ্কে প্রেরণ করা হয়, মস্তিষ্ক তখন এই কম্পনগুলিকে আশংকাজনক শব্দে অনুবাদ করে।

বুঞ্জি লাফিয়ে উঠছে

সহজ সুরেলা গতির উদাহরণগুলি আমাদের খেলাধুলায়ও দেখা যায়, উদাহরণস্বরূপ, বাঞ্জি জাম্পিং। বাঞ্জি জাম্পিংয়ের মতো একটি দুঃসাহসিক খেলায়, একটি দীর্ঘ রিকোইলিং তারের সাথে ব্যক্তির পায়ে বাঁধা হয়। তারপর ব্যক্তি উচ্চতায় অবস্থিত একটি নির্দিষ্ট প্ল্যাটফর্ম থেকে বাঞ্জি জাম্পিং জাম্প করে।

লোকটি যখন পাহাড় থেকে লাফ দেয়, রিকোইলিং ক্যাবলের কারণে, তাকে পিছনে টানা হয় এবং মাধ্যাকর্ষণের কারণে আবার নিচে চলে যায়; এই চলতে থাকে. বাঞ্জি জাম্পিং-এ পুনরাবৃত্ত গতির গতি যেমন দেখা যায়, এটি সরল সুরেলা গতির উদাহরণ।

দোল

দোল সহজেই বিনোদন পার্ক, উদ্যান, স্কুল ইত্যাদিতে দেখা যায়। দোলনায় দেখানো গতিকে সরল সুরেলা গতি বলা হয় কারণ দোলানোর সময়, তার উপর বসা শিশুটি তার উপর কাজ করে এমন শক্তি অনুভব করে, যা তার স্থানচ্যুতির সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। ভারসাম্য অবস্থানের দিকে নির্দেশিত। এই সুইং এর পিছনে এবং পিছনে, পুনরাবৃত্তিমূলক গতি ঘটায়, সরল সুরেলা গতি ঘটায়।                                                                                                         

নিউটনের ক্র্যাডল

সরল সুরেলা গতি দেখা যায় নিউটনের দোলনা. এই নীতি দেখায় যে একটি যন্ত্রপাতি ভরবেগের সংরক্ষণশীলতা এবং শক্তি সংরক্ষণের নীতি।

নিউটন ক্র্যাডেলে 5টি ধাতব বল থাকে যা স্ট্রিং দ্বারা স্থগিত থাকে যাতে গোলকের গতিবিধি এক জায়গায় থাকে। সমস্ত বল এমনভাবে স্থাপন করা হয় যাতে সমস্ত কক্ষগুলি বিশ্রামে থাকে এবং সমস্ত বল সংলগ্ন বলের সংস্পর্শে থাকে। নিউটন ক্র্যাডেলে, যখন শেষতম গোলকটিকে বিশ্রাম থেকে নেওয়া হয় এবং টেনে ছেড়ে দেওয়া হয়, তখন গোলকটি পেন্ডুলামের মতো দুলতে শুরু করে এবং ছেড়ে দেওয়া গোলকটি পাশের বলের সাথে আঘাত করে।

যখন সংলগ্ন গোলকটি মুক্ত গোলকের সংস্পর্শে আসে, তখন মুক্তিপ্রাপ্ত বলের শক্তি এবং ভরবেগ তিনটি বলের মাধ্যমে বিশ্রামে থাকা অপর প্রান্তের গোলকের চূড়ান্ত বলেতে প্রেরণ করা হয়। শক্তি এবং ভরবেগের স্থানান্তরের ফলে বল প্রথম বলের মতো গতিতে গতিশীল হয়। যদি একাধিক গোলক টানা হয় এবং ছেড়ে দেওয়া হয়, তাহলে বিশ্রামের গোলকের শেষ থেকে একই সংখ্যক বল, যতটা মুক্তি পাবে, গতিতে সেট করা হবে। এখানে আমরা বলের দোলন দেখতে পাচ্ছি ( থেকে ও দিকে)। তারা সরল সুরেলা গতি দেখাচ্ছে।

নিউটনের দোলনা
নিউটনের দোলনা

পৃথিবীর কেন্দ্র দিয়ে ছিদ্র করা একটি গর্তে শরীরের গতি

কল্পনা করুন যদি আমাদের পৃথিবীর কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে একটি টানেল থাকে এবং এর ভিতরে কিছু ভর নির্গত হয়। তারপর মহাকর্ষীয় আকর্ষণের কারণে, শক্তি, যা শরীরের উপর কাজ করে, পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে চলে যায়। এখানে মহাকর্ষীয় ধ্রুবক 'g' এর তারতম্যের কারণে দেহটি কখনই পৃথিবীর গর্তের অন্য দিকে পড়বে না, যা পৃষ্ঠে সর্বাধিক এবং পৃথিবীর কেন্দ্রে শূন্য।

যখন দেহ পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে পড়ে, তখন এটি কেবল কেন্দ্রে পৌঁছায়, তারপর আবার তার উপর মহাকর্ষীয় টান প্রয়োগ করা হয় যার ফলে আবার বিপরীত দিকে ফিরে আসে। এই প্রক্রিয়া চলতে থাকে। পৃথিবীর গর্তের ভিতরে শরীরের এই পর্যায়ক্রমিক গতি একটি সরল সুরেলা গতি। যাইহোক, এটি সরল সুরেলা গতির একটি তাত্ত্বিক উদাহরণ।

একটি বল SHM পারফর্ম করছে
একটি বল SHM পারফর্ম করছে

স্প্রিংস উপর ভর লোড

যখন একটি ভর স্প্রিংসের নীচের প্রান্ত থেকে স্থগিত করা হয়, তখন তার ওজনের কারণে, স্প্রিং এর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায়। স্প্রিংসের স্থিতিস্থাপকতার কারণে, এটি একটি পুনরুদ্ধারকারী শক্তি প্রয়োগ করে, যার কারণে এটি আবার বিপরীত দিকে চলে। যখন আমরা টান, ভর সামান্য নিচের দিকে স্থগিত এবং ছেড়ে দেওয়া হয়। তারপরে এটি লোডড ভরের সাথে উপরে এবং নীচে দোদুল্যমান হয়, যা সরল সুরেলা গতির উদাহরণ।   

তরলে ব্লকের দোলন

তরলে ব্লকের দোলনও একটি সরল সুরেলা গতির উদাহরণ. যখন ব্লকটিকে তরলের মধ্যে একটু নিচে ঠেলে দেওয়া হয় এবং বামে যায়, তখন এটি তরলটিতে উপরে এবং নীচে দোলাতে শুরু করে যা সরল সুরেলা গতি দেখায়।                                                                                       

সহজ সুরেলা গতির উদাহরণ
তরলে ব্লকের দোলন

টর্শন পেন্ডুলাম

টর্শন পেন্ডুলাম একটি উদাহরণ কৌণিক সরল সুরেলা গতির। একটি টর্শন পেন্ডুলাম একটি ডিস্ক নিয়ে গঠিত যা একটি পাতলা তার দ্বারা সাসপেন্ড করা হয়। যখন এটি পাকানো হয় এবং ছেড়ে দেওয়া হয়, তখন এটি সরল সুরেলা গতি নির্বাহ করে সামনে এবং পিছনে চলে যায়। একটি টর্শন পেন্ডুলাম দোলের জায়গায় ঘোরে। এই ধরনের পেন্ডুলামগুলি যান্ত্রিক হাতঘড়িতে ব্যবহৃত হয়।

টর্সনাল পেন্ডুলাম শোকেসিং SHM

একটি বায়ু চেম্বারে একটি বলের দোলন

একটি দীর্ঘ ঘাড় বিশিষ্ট একটি বায়ু চেম্বারের একটি বলও সরল সুরেলা গতি দেখায়। ধরুন আমরা একটি বায়ু চেম্বারের ঘাড়ে একটি বল বিবেচনা করি যার মধ্যে বায়ুর চাপ রয়েছে। পাত্রে বায়ুর চাপ বায়ুমণ্ডলীয়। যদি আমরা বায়ু চেম্বারের ঘাড়ে বলটিকে সামান্য নিচে ঠেলে দেই, তাহলে বলটি সরল সুরেলা গতি দেখিয়ে উপরে এবং নীচে দোলাতে শুরু করবে।

একটি বায়ু চেম্বারে একটি বলের দোলন SHM দেখাচ্ছে
উপরে যান