বলবিদ্যা
বৃত্তীয় গতি
বলটি একটি ধ্রুব ব্যাসার্ধে প্রদক্ষিণ করে: দণ্ডের টান কেন্দ্রমুখী বল (F = m·v²/r) হিসেবে কাজ করে, যা সবসময় কেন্দ্রের দিকে নির্দেশিত থাকে। এর কক্ষপথের পর্যায়কাল পড়তে বলের উপর একটি টাইমার রাখুন।
বৃত্তীয় গতি — ইন্টারঅ্যাকটিভ বলবিদ্যা সিমুলেশন। বলটি একটি ধ্রুব ব্যাসার্ধে প্রদক্ষিণ করে: দণ্ডের টান কেন্দ্রমুখী বল (F = m·v²/r) হিসেবে কাজ করে, যা সবসময় কেন্দ্রের দিকে নির্দেশিত থাকে। এর কক্ষপথের পর্যায়কাল পড়তে বলের উপর একটি টাইমার রাখুন। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
সুষম বৃত্তীয় গতি
ধ্রুব দ্রুতিতে বৃত্তাকার পথে চলা বস্তুও কেন্দ্রমুখী ত্বরণ পায়, কারণ বেগের দিক ক্রমাগত বদলায়।
দ্রুতি স্থির থাকলেও অভিকেন্দ্র ত্বরণ ভেতরের দিকে থাকে। দণ্ডে বাঁধা বলের ক্ষেত্রে দণ্ডটিই অভিকেন্দ্র বল জোগায় যা পথটিকে বৃত্তে বাঁকায়।
- a_কেন্দ্রমুখী = v²/r
- F_কেন্দ্রমুখী = mv²/r
তদন্ত সংক্ষিপ্তসার
ল্যাব খোলার আগেই প্রশ্নটি পরিকল্পনা করুন
ব্রিফটি প্রিরেন্ডার করা পাতার প্রতিচ্ছবি: মূল প্রশ্ন, প্রতিদ্বন্দ্বী প্রত্যাশা, চলরাশির ভূমিকা, নিয়ন্ত্রক সূত্র, সেটআপ, বিশ্লেষণ ও বিস্তার প্রম্পট দৃশ্যমান থাকে এবং এই ক্রমেই।
মূল প্রশ্ন
একটি দণ্ডের বল স্থির কেন্দ্রীয় পিভটকে ঘিরে ধ্রুব দ্রুতিতে ঘোরে। ব্যাসার্ধ একই রেখে বলের কক্ষীয় দ্রুতি বাড়ালে একটি পূর্ণ পাকের (পর্যায়কাল) সময় বাড়ে, কমে, নাকি একই থাকে?
যে প্রত্যাশাগুলো বিবেচনা করতে হবে
- পর্যায়কাল দীর্ঘ হয় (প্রতি পাকে বেশি সময় লাগে)।
- পর্যায়কাল একই থাকে (দ্রুতি পর্যায়কালকে প্রভাবিত করে না)।
- পর্যায়কাল ছোট হয় (প্রতি পাকে কম সময় লাগে)।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- ভর m (kg)
- ব্যাসার্ধ r (m)
- কক্ষপথ গতি v (m/s)
আপনি যা মাপেন:
- কেন্দ্রমুখী বল F = mv²/r (N)
- পর্যায়কাল T (1 পাক) (s)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- Circular Motion প্রিসেটটি খুলুন। দণ্ডের দৈর্ঘ্য (কক্ষপথের ব্যাসার্ধ) ও বলের ভর লক্ষ্য করুন, এবং নিশ্চিত করুন অভিকর্ষ বন্ধ — পথ বাঁকানোর বলটি কেবল দণ্ডই দেয়।
- বলের সাথে দ্রুতি-প্রোব লাগানো নিশ্চিত করুন, এবং একটি পূর্ণ আবর্তনের সময় মাপতে বলের ওপর একটি টাইমার ফেলুন।
- নিচের প্রতিটি ট্রায়ালের জন্য বলের ভর, দণ্ডের দৈর্ঘ্য (ব্যাসার্ধ) ও প্রাথমিক স্পর্শকীয় দ্রুতি সেট করুন, তারপর প্লে চেপে একটি পূর্ণ পাকের সময় মাপুন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
অভিকেন্দ্র বল — F = m·v² / r
সরলরেখার বদলে বৃত্তে চালানোর জন্য দণ্ডটিকে যে অন্তর্মুখী বল দিতে হয়। এটি বলের ভর, তার (ধ্রুব) কক্ষীয় দ্রুতি এবং বৃত্তের ব্যাসার্ধের ওপর নির্ভর করে — প্রতিটি ট্রায়ালের সেটিংয়ে দণ্ডে আপনি যে টান অনুভব করতেন এটি তা-ই।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- একটি ট্রায়ালের জন্য আপনার নির্ধারিত ব্যাসার্ধ ও দ্রুতি থেকে পর্যায়কাল নির্ণয়ের হিসাব দেখান (T = 2πr/v) এবং সিমুলেশনের টাইমার পাঠের সাথে তুলনা করুন।
- আপনার তিনটি ট্রায়াল জুড়ে — নির্দিষ্ট ব্যাসার্ধে দ্রুতি বাড়ালে পর্যায়কালের কী হয়? আর নির্দিষ্ট দ্রুতিতে ব্যাসার্ধ বাড়ালে? T = 2πr/v ব্যবহার করে দুটোই ব্যাখ্যা করুন।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- এই প্রিসেটে অভিকর্ষ বন্ধ থাকে যাতে গতিটি সত্যিই সুষম হয়। অভিকর্ষ আবার চালু করে দণ্ডটি যদি অনুভূমিক বৃত্ত আঁকে, বলের দ্রুতি কি পুরো পাক জুড়ে ধ্রুব থাকবে? কেন বা কেন নয়?
- বাস্তব প্রদক্ষিণরত বস্তু (যেমন হাতে সুতায় ঘোরানো বল) প্রতি পাকে বায়ু-বাধা ও পিভটে কিছু শক্তি হারায়। আপনার ধারণা কি — অনেক পাক জুড়ে এর পরিমাপকৃত পর্যায়কাল সম্পূর্ণ ধ্রুব থাকবে, নাকি সরে যাবে — কোন দিকে?
- AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- বৃত্তীয় গতিতে স্বাগতম
- বল নির্বাচন করুন
- প্লে চাপুন
- সবসময় বাঁকা
- ডেটা খুলুন
- করে ফেললেন!
দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।