সরল দোলক
1 · প্রত্যাশা করুন
দোলকের দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করলে এর পর্যায়কালের কী হয়? বব ভারী করলে কি পর্যায়কাল কিছুটা বদলায়?
- বড় দোলকের পর্যায়কাল বড় (ধীরে আন্দোলিত হয়); ভরের কোনো প্রভাব নেই।
- বড় দোলকের পর্যায়কাল ছোট (দ্রুততর আন্দোলিত হয়)।
- ভারী বব দড়ির দৈর্ঘ্য নির্বিশেষে ধীরে দোলে।
2 · প্রস্তুতি
- বলবিদ্যা স্যান্ডবক্সে Pendulum প্রিসেটটি খুলুন।
- ববের দ্রুতি-প্রোব Math প্যানেলে লাইভ আছে নিশ্চিত করুন — প্রতিটি দোলার তলায় এর সর্বোচ্চ মান পড়বেন।
- প্রতিটি সারির জন্য ববের ভর, দড়ির দৈর্ঘ্য ও উল্লম্ব থেকে ছাড়ার কোণ সেট করুন, তারপর ববটি ছেড়ে দুলতে দিন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| ভর (kg) | দড়ির দৈর্ঘ্য (m) | মুক্তি কোণ (°) | পর্যায়কাল (s) | সর্বোচ্চ দ্রুতি (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | 15.00 | ||
| 1.00 | 1.50 | 20.00 | ||
| 1.00 | 2.00 | 10.00 |
আপনার তিনটি সারির জন্য দড়ির দৈর্ঘ্য (m)-এর বিপরীতে পর্যায়কাল (s) লেখচিত্র করুন। সম্পর্কটি কি সরলরেখা?
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি সারির জন্য শক্তি সংরক্ষণ (½mv² = mgh, যেখানে h = L(1 − cos θ₀)) ব্যবহার করে দোলার তলায় ববের সর্বোচ্চ দ্রুতি নির্ণয় করুন এবং লাইভ দ্রুতি-প্রোব পাঠের সাথে তুলনা করুন। দুটি কি মিলছে?
- তিনটি সারি জুড়ে পর্যায়কাল কলামটি দেখুন। এটি কি ববের ভরের ওপর নির্ভর করে? কেন বা কেন নয় তা সূত্র দিয়ে ব্যাখ্যা করুন।
5 · বিস্তার করুন
- পর্যায়কালের সূত্র T = 2π√(L/g) ক্ষুদ্র ছাড়ার কোণের জন্য প্রযোজ্য। ছাড়ার কোণ 30°-এর বেশি হলে প্রকৃত পর্যায়কালের কী হবে তা পূর্বানুমান করুন — স্যান্ডবক্সে মাপা পর্যায়কাল কি এখনো সূত্রের সাথে মিলবে?
- দোলার তলায় দোলক সবচেয়ে দ্রুত চলে। এর প্রাথমিক মহাকর্ষীয় বিভবশক্তি কোথায় গেল, এবং অনেক দোলায় মোটটা কেন (প্রায়) ধ্রুব থাকে?
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
দোলকের পর্যায়কাল (ক্ষুদ্র-কোণ)
ছোট ছাড়ার কোণে সরল দোলকের পর্যায়কাল কেবল দৈর্ঘ্য ও অভিকর্ষের ওপর নির্ভর করে — ববের ভর বা কতদূর থেকে ছাড়া হয়েছে তার ওপর নয়।
মহাকর্ষীয় বিভবশক্তি
ছাড়ার বিন্দু থেকে দোলার তলা পর্যন্ত বব যে উচ্চতা পড়ে, h = L(1 − cos θ₀), তা নির্ধারণ করে কতটুকু বিভবশক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হবে — আর সেই সাথে তলায় বব কত দ্রুত চলবে।