টর্ক ও লিভার সূত্র
লিভার সূত্র
কোনো বলের পিভটের চারপাশে ঘুরানোর ক্ষমতা নির্ভর করে আপনি কত জোরে ঠেলছেন এবং পিভট থেকে কতদূরে ঠেলছেন দুটোর ওপর। একই বল পিভট থেকে দূরে প্রয়োগ করলে বেশি ঘূর্ণন-ক্ষমতা পাওয়া যায় — এজন্যই লম্বা রিংচ শক্ত বল্টু ছোটটির চেয়ে সহজে খোলে।
সূত্র
τ = r · F
- τ — টর্ক (N·m): পিভটের চারপাশে কোনো বলের ঘূর্ণন-ক্ষমতা
- r — লিভার বাহু (m): পিভট থেকে যেখানে বল প্রয়োগ হয় তার দূরত্ব
- F — বল (N): লিভার-বাহুর লম্বভাবে প্রয়োগকৃত ঠেলা বা টানা
সমাধান করা উদাহরণ
বল্টু থেকে 0.5 মিটার দূরের এক বিন্দুতে রিংচের লম্বভাবে 20 N বলে ঠেলছেন। কত টর্ক প্রয়োগ করছেন?
- r = 0.5 m
- F = 20 N
- τ = r · F
- τ = 0.5 m × 20 N
τ = 10 N·m
নিজেকে পরীক্ষা করুন
একই 20 N বল এখন 0.5 মিটারের বদলে 1 মিটার লিভার-বাহুতে। নতুন টর্ক কত?
- 10 N·m
- সঠিক উত্তর: 20 N·m
- 40 N·m
ঠিক! টর্ক সরাসরি লিভার বাহুর সাথে স্কেল করে: 1 মিটার × 20 নিউটন = 20 নিউটন-মিটার।
40 N ওজন শিশুদোলনার একপাশে পিভট থেকে 1 মিটারে। অন্যপাশে পিভট থেকে 2 মিটারে কত বল লাগবে ভারসাম্যের জন্য?
- সঠিক উত্তর: 20 N
- 40 N
- 80 N
ঠিক ধরেছেন — ভারসাম্য মানে r₁F₁ = r₂F₂: 1 মিটার × 40 নিউটন = 2 মিটার × F₂, তাই F₂ = 20 নিউটন।
যেখানে এটি দেখবেন
লম্বা রিংচ আটকে থাকা বল্টু ছোট রিংচের চেয়ে সহজে খোলে, দরজার হ্যান্ডেল কবজা থেকে দূরে বসানো থাকে যাতে অল্প ঠেলাতেই ভারী দরজা ঘোরে, আর শিশুদোলায় হালকা মানুষ ভারী মানুষের চেয়ে পিভট থেকে দূরে বসলে ভারসাম্য আসে — তিনটিই একই নিয়ম: পিভট থেকে দূরে প্রয়োগ করা বলের ঘূর্ণন-প্রভাব বেশি।
সাধারণ ভুল
একটি বৃহত্তর বল সর্বদা একটি অক্ষে জয়ী হবে বলে মনে করা সহজ, কিন্তু একটি ছোট বল যা দূরে প্রয়োগ করা হয় একটি বড় বলকে যা কাছাকাছি প্রয়োগ করা হয় তা হারাতে পারে — এটিই লিভারের সম্পূর্ণ বিষয়। শিক্ষার্থীরা প্রায়ই এই ধারণা অতিরিক্ত প্রসারিত করে: শুধুমাত্র লিভার বাহুর লম্বভাবে বলের উপাদান টর্কে অবদান রাখে, তাই একটি বল যা সরাসরি বাহুর সাথে অক্ষের দিকে ঠেলে দেয় কিছুই ঘুরায় না।
এটি কীভাবে সংযুক্ত
টর্ক হল নিউটনের দ্বিতীয় নিয়মের আবর্তন সমতুল্য — বল রৈখিক ত্বরণ সৃষ্টি করে, টর্ক আবর্তন ত্বরণ সৃষ্টি করে, একই অন্তর্নিহিত যুক্তির সাথে। কেন্দ্রমুখী বল, পরবর্তীতে, সরল রৈখিক নিউটনীয় বলের দিকে ফিরে আসে কিন্তু কিছু বৃত্তাকার পথে চলার বিশেষ ক্ষেত্রের জন্য।