স্প্রিংয়ে ভর: সরল ছন্দিক গতি
1 · প্রত্যাশা করুন
স্প্রিংয়ে ঝুলন্ত ভর দ্বিগুণ করলে দোলনের পর্যায়কাল কি দ্বিগুণ হয়?
- পর্যায়কাল দ্বিগুণ হয়।
- পর্যায়কাল একই থাকে।
- পর্যায়কাল বাড়ে, কিন্তু দ্বিগুণের কম।
2 · প্রস্তুতি
- বলবিদ্যা মডিউলে Mass-on-Spring প্রিসেটটি খুলুন। একটি বল (বব) ওপরে নোঙর করা স্প্রিং থেকে ঝুলছে।
- ববে ইতিমধ্যে লাগানো দ্রুতি-প্রোবটি লক্ষ্য করুন — এটি দোলনের সময় ববের তাৎক্ষণিক দ্রুতি জানায়।
- প্রতিটি সারির জন্য ববের ভর ও স্প্রিংয়ের শক্ততা সেট করুন, ববটিকে সামান্য নিচে টেনে ছাড়ুন, এবং দুলতে ও স্থির হতে দিন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| ভর (kg) | স্প্রিং ধ্রুবক (N/m) | পর্যায়কাল (s) | সাম্যাবস্থার প্রসারণ (m) |
|---|---|---|---|
| 0.50 | 30.00 | ||
| 1.00 | 30.00 | ||
| 2.00 | 30.00 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য ভর m (kg)-এর বিপরীতে পর্যায়কাল T (s) লেখচিত্র করুন। সম্পর্কটি কি সরলরেখা? বরং T-কে √m-এর বিপরীতে লেখচিত্র করে দেখুন — কী লক্ষ্য করেন?
4 · বিশ্লেষণ করুন
- T = 2π√(m/k) ব্যবহার করে প্রতিটি সারির পর্যায়কাল নির্ণয় করুন এবং স্যান্ডবক্সে আপনি যে সময় মেপেছেন তার সাথে তুলনা করুন।
- সারি 1 ও 3-এর ভরের অনুপাত 1:4। পর্যায়কাল কত গুণ বদলাল? এটি কি √4 = 2-এর সাথে মেলে?
5 · বিস্তার করুন
- ভরের বদলে স্প্রিং ধ্রুবক k বাড়ালে পর্যায়কাল বাড়ে না কমে? প্রত্যাশিত প্রবণতাটি আঁকুন।
- মহাকর্ষে বব স্পষ্টতই কিছুটা নিচে ঝুলে (সাম্য প্রসার = mg/k), তবুও T = 2π√(m/k)-এ g নেই। সাম্যাবস্থান মহাকর্ষের উপর নির্ভরশীল হলেও পর্যায়কাল কেন প্রভাবিত হয় না, তা ব্যাখ্যা করুন।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
স্প্রিং পর্যায়কাল (সরল ছান্দসিক গতি)
আদর্শ স্প্রিংয়ে দোলনরত ভরের পর্যায়কাল কেবল ভর ও স্প্রিং ধ্রুবকের ওপর নির্ভর করে — বিস্তার বা অভিকর্ষের ওপর নয়।
সাম্য বিন্দুতে গতিশক্তি
সাম্য বিন্দু পার হওয়ার সময় ববের দ্রুতি সর্বোচ্চ; সেখানকার গতিশক্তি পেতে প্রোব থেকে সেই সর্বোচ্চ দ্রুতি পড়ুন।