বল ও গতি | নবম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান প্রশ্ন উত্তর

নবম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান প্রশ্ন উত্তর | Class 9 Physical Science Questions and Answers | বল ও গতি নবম শ্রেণী প্রশ্ন উত্তর

স্থিতি ও গতি কাকে বলে ?

স্থিতি: কোনো বস্তু যদি পারিপার্শ্বিক বস্তুর সাপেক্ষে সময়ের পরিবর্তনের সঙ্গে স্থান পরিবর্তন না করে, তাহলে ওই বস্তুকে স্থির বস্তু বলা হয়। বস্তুর এই অবস্থাকে স্থিতি বলে।

গতি: কোনো বস্তু যদি পারিপার্শ্বিক বস্তুর সাপেক্ষে সময়ের পরিবর্তনের সঙ্গে স্থান পরিবর্তন করে, তাহলে ওই বস্তুকে গতিশীল বস্তু বলা হয় । বস্তুর এই অবস্থাকে গতি বলে ।

সব স্থিতি বা গতিই আপেক্ষিক–ব্যাখ্যা করো।

আমাদের চারপাশে বাড়িঘর, গাছপালা সময়ের পরিবর্তনের সঙ্গে ভূপৃষ্ঠের সাপেক্ষে স্থান পরিবর্তন করে না, তাই এরা হল পৃথিবীপৃষ্ঠের সাপেক্ষেস্থির বস্তু। কিন্তু পৃথিবী নিজেই সূর্যের চারিদিকে ঘুরছে। অর্থাৎ ঘরবাড়ি, গাছপালা ইত্যাদি পৃথিবীর সাপেক্ষে স্থির হলেও পরম স্থির নয়। আসলে মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তুই এইভাবে একে অপরের সাপেক্ষে গতিশীল। তাই প্রকৃতিতে পরম স্থিতি বলে কিছু নেই। যেহেতু পরম স্থিতিশীল বস্তুর কোনো অস্তিত্ব নেই, তাই পরম গতিশীল বস্তু বলেও কিছু হয় না। অর্থাৎ সব স্থিতি বা গতিই আপেক্ষিক।

নির্দেশতন্ত্র কাকে বলে ? একই সময়ে কোনো বস্তুর স্থির অবস্থা আবার গতিশীল অবস্থা হওয়া সম্ভব কি না ব্যাখ্যা করো?

যে বস্তুর সাপেক্ষে অন্য কোনো বস্তুর অবস্থান নির্ণয় করা হয় তাকে নির্দেশতন্ত্র বলা হয়।

হ্যাঁ, হতে পারে। নির্দেশতন্ত্র আলাদা হলে বস্তুর গতিশীল বা স্থিতিশীল অবস্থাও আলাদা হতে পারে। যেমন—মনে করো এক ব্যক্তি স্টেশনের প্ল্যাটফর্মে দাঁড়িয়ে আছে। একটি ট্রেন চলে গেলে ওই ব্যক্তি ট্রেনটিকে গতিশীল দ্যাখে। আবার যদি আর একটি ট্রেন অপর একটি লাইন দিয়ে একই বেগে একই দিকে গতিশীল হয় তাহলে দ্বিতীয় ট্রেনের যে-কোনো যাত্রী প্রথম ট্রেনটিকে স্থির দ্যাখে। তাই একই সময়ে কোনো বস্তুর স্থির অবস্থা আবার গতিশীল অবস্থা হওয়া সম্ভব 

চলন গতি কী? উদাহরণসহ বুঝিয়ে লেখো।

কোনো বস্তু যদি সরলরেখা বরাবর চলে, তবে তার গতিকে চলন গতি বলা হয়। এইধরনের কোনো গতিশীল বস্তুর ওপর অবস্থিত যে-কোনো দুটি বিন্দুর সংযোজক সরলরেখা সর্বদা পূর্বের যে-কোনো অবস্থানে ওই দুটি বিন্দুর সংযোজক সরলরেখার সঙ্গে সমান্তরাল থাকে।

উদাহরণ : ছাদ থেকে একটি ঢিলকে ছেড়ে দিলে সেটি সোজাসুজি নীচের দিকে পড়তে থাকে। এক্ষেত্রে ঢিলটির গতি চলন গতি ।

ঘূর্ণন গতি কাকে বলে ? উদাহরণ দাও।

কোনো দৃঢ় বস্তু হল একাধিক কণার সমষ্টি। এরূপ একটি দৃঢ় বস্তু যদি কোনো নির্দিষ্ট অক্ষের সাপেক্ষে ঘুরতে থাকে, তবে তার গতিকে ঘূর্ণন গতি (rotational motion) বলা হয়। এক্ষেত্রে দৃঢ় বস্তুটি ঘূর্ণাক্ষের সাপেক্ষে স্থানান্তরিত না হয়ে কেবলমাত্র দিক-সজ্জা (orien tation) পরিবর্তন করে।

ফ্যানের ব্লেডের গতি হল ঘূর্ণন গতির উদাহরণ। এক্ষেত্রে ফ্যানের কেন্দ্র-স্থিত অক্ষের সাপেক্ষে এর ব্লেডের ঘূর্ণন হয়।

বৃত্তীয় গতি কাকে বলে ? উদাহরণ দাও ।

কোনো কণা যদি কোনো নির্দিষ্ট অক্ষ বা বিন্দুর চারিদিকে বৃত্তপথে পরিভ্রমণ করে, তবে কণার গতিকে বৃত্তীয় গতি বলা হয়। যেহেতু কণার আকার একটি বিন্দুর সমান, তাই কণার ঘূর্ণন গতি থাকা সম্ভব নয় ।

নিউক্লিয়াসের চারিদিকে বৃত্তপথে চলমান ইলেকট্রন কণার গতিকে বৃত্তীয় গতি বলা হয়। আবার সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর প্রদক্ষিণ হল পৃথিবীর বৃত্তীয় গতি ।

ঘূর্ণন তল ও ঘূর্ণাক্ষ কাকে বলে ?

ঘূর্ণন তল : কোনো কণা যখন কোনো নির্দিষ্ট অক্ষ বা বিন্দুর চারিদিকে পরিভ্রমণ করে তখন ঘূর্ণনশীল অবস্থায় কণাটি যে বৃত্ত রচনা করে, সেই বৃত্তের তলটিকে ঘূর্ণন তল বলা হয় ।

ঘূর্ণাক্ষ: একটি কণা যখন বৃত্তপথে পরিভ্রমণ করে তখন বৃত্তপথের কেন্দ্রগামী ও ঘূর্ণন তলের ওপর লম্ব সরলরেখাকে ঘূর্ণাক্ষ বলে।

মিশ্র গতি কাকে বলে? উদাহরণ দাও।

কোনো বস্তু যদি এমনভাবে গতিশীল হয় যে, বস্তুর গতি বিশুদ্ধ চলন গতি বা ঘূর্ণন গতি নয় কিন্তু উভয় গতির সমন্বয়, তাহলে বস্তুর এরূপ গতিকে মিশ্র গতি বলা হয়।

কোনো গতিশীল গাড়ির চাকার গতি। গাড়ির চাকার কেন্দ্রবিন্দুস্থ কণাটি ছাড়া সকল কণার গতি হল মিশ্র গতি।

সরণ কাকে বলে ? সরণ কী রাশি ?

কোনো নির্দিষ্ট দিকে কণার স্থান পরিবর্তনকে সরণ বলা হয়।

 সরণ একটি ভেক্টর রাশি, কারণ সরণের মান ও অভিমুখ উভয়ই আছে।

সমবেগ হলে সমদ্রুতি হতেই হবে কিন্তু সমদ্রুতি হলে সমবেগ নাও হতে পারে ব্যাখ্যা কর ।

বক্রপথে বা সরলরৈখিক পথে গতিশীল কোনো বস্তু সমান সময়ের অবকাশে সমান দূরত্ব অতিক্রম করলে বস্তুর গতি সমদ্রুতিসম্পন্ন। বস্তুটি বক্রপথে গতিশীল হলে বেগের মান অপরিবর্তিত থাকলেও অভিমুখ পরিবর্তন হওয়ার জন্য বস্তুর গতি অসমবেগযুক্ত হয় ৷ কিন্তু বস্তু সরলরৈখিক পথে গতিশীল হলে বেগের মান ও অভিমুখ অপরিবর্তিত থাকায় বস্তুর গতি সমবেগযুক্ত। তাই সমদ্রুতিসম্পন্ন বস্তু, সমবেগসম্পন্ন নাও হতে পারে।

লেখচিত্রের সাহায্যে প্রমাণ করো: v = u+at

ধরা যাক, সরলরেখা বরাবর সমত্বরণে গতিশীল কোনো কণার প্রাথমিক বেগ u এবং t সময়ে বেগ ।চিত্রে OX ও OY হল পরস্পর লম্বভাবে অবস্থিত দুটো অক্ষ। X- অক্ষ বরাবর সময় (i) ও Y -অক্ষ বরাবর বেগ (u)-কে প্রকাশ করে) কণার বেগ-সময় লেখচিত্র অঙ্কন করা হল। AB সরলরেখা কণার বেগ-সময় লেখচিত্রকে প্রকাশ করে। এখানে, OA = u, OC = t এবং BC = v । OC-এর সমান্তরাল একটা সরলরেখা AD অঙ্কন করা হল।

বেগ-সময় লেখচিত্র 

লেখচিত্র থেকে বলা যায়,

BC = BD + DC = BD + OA [∵ OA = DC]

সুতরাং, v = BD + u

বা,     BD = v - u                   ....................(1)

লেখচিত্র অনুযায়ী, বস্তু কণার ত্বরণ,

a = বেগের পরিবর্তন/সময়

   = (BC - AO)/OC

   = BC - DC/OC

 a=BD/t        [∵OC = t]

BD=at                                  .....................(2)

(1) ও (2) নং সমীকরণ তুলনা করে বলা যায়,

at = v-u বা, v = u+at

নিউটনের প্রথম গতিসূত্রটি লেখো। নিউটনের প্রথম গতিসূত্র থেকে কী কী জানা যায়?

বাইরে থেকে বল প্রয়োগ না করা হলে স্থির বস্তু চিরকাল স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু সর্বদা সমবেগে সরলরেখা বরাবর চলতে থাকবে।

 নিউটনের প্রথম গতিসূত্র থেকে জানা যায়- বলের সংজ্ঞা ও বস্তুর জাড্য ধর্ম 

বল কাকে বলে ?

বাইরে থেকে প্রযুক্ত যে বাহ্যিক কারণের জন্য কোনো স্থির বস্তুকে গতিশীল বা সমবেগে গতিশীল বস্তুর গতিশীল অবস্থার পরিবর্তন করা যায় বা করার চেষ্টা করা হয় তাকে বল বলে। নিউটনের প্রথম গতিসূত্র থেকে বলের এই ধারণা পাওয়া যায় ৷

প্রতিমিত বল (balanced force) কাকে বলে? প্রতিমিত বলের প্রভাব কী? উদাহরণ দাও ।

কোনো বস্তুর ওপর দুই বা ততোধিক বল প্রয়োগ সত্ত্বেও যদি বস্তুটির গতীয় অবস্থার কোনো পরিবর্তন না হয়, তবে ওই বলগুলিকে প্রতিমিত বল বলা হয় ।

প্রতিমিত বলের প্রভাব (i)প্রতিমিত বল বস্তুর ত্বরণ বা মন্দন ঘটাতে পারে না; (ii) প্রতিমিত বলের ক্রিয়ায় বস্তুতে বিকৃতির সৃষ্টি হতে পারে।

প্রতিমিত বলের উদাহরণ—একটি স্প্রিং দু-হাত দিয়ে চেপে ধরলে স্প্রিংটি কেবল সংকুচিত হয়ে যায়, কিন্তু ওর গতির কোনো পরিবর্তন হয় না । আবার, দুজন ব্যক্তি একটি টেবিলের দু-দিক ধরে পরস্পর বিপরীত মুখে টানলে টেবিলটি যদি না সরে, তাহলে বলা যায় টেবিলের ওপর প্রতিমিত বল প্রয়োগ করা হচ্ছে ।

কার্যকর বল (effective force) কাকে বলে? এর প্রভাবে বস্তুর কোন ধর্মের পরিবর্তন ঘটে ?

কোনো বস্তুর ওপর এক বা একাধিক বল ক্রিয়া করলে যদি ক্রিয়াশীল বলগুলির লব্ধি (resultant) শূন্য না হয়, তাহলে ওই বলগুলিকে কার্যকর বল বলা হয়।

কার্যকর বলের প্রভাবে বস্তুর গতীয় ধর্মের (স্থিতি বা গতির) পরিবর্তন ঘটে থাকে।

জাড্য কাকে বলে ? জাড্য কয় প্রকার ও কী কী?

যে ধর্মের জন্য কোনো বস্তু, স্থিতিশীল বা গতিশীল যে অবস্থাতেই থাকুক না কেন, সেই অবস্থাতেই থাকতে চায় এবং সেই অবস্থার পরিবর্তনের প্রচেষ্টাকে বাধা দেয় তাকে জাড্য বলে।

 জাড্য দু-প্রকার— স্থিতিজাড্য ও গতিজাড্য।

স্থিতিজাড্য কাকে বলে ? উদাহরণ দাও ৷

কোনো স্থির বস্তুর, সর্বদা স্থির থাকতে চাওয়ার প্রবণতাকে স্থিতিজাড্য বলা হয়।

একটি বাসের ভিতর কিছু যাত্রী দাঁড়িয়ে আছে। এবার বাসটি হঠাৎ করে চলতে শুরু করলে যাত্রীরা পিছন দিকে হেলে যায়। এর কারণ হল পাড়ি যখন স্থির ছিল তখন যাত্রীরাও স্থির ছিল কিন্তু গাড়ি যখন হঠাৎ চলতে শুরু করল তখন যাত্রীদের নিম্নাংশ গাড়ির সংলগ্ন বলে গতিশীল হয় কিন্তু ঊর্ধ্বাংশ তখনও স্থিতিজাড্যের জন্য স্থির থাকতে চায় ও তাই যাত্রীরা পিছন দিকে হেলে যায়।

গতিজাড্য কাকে বলে? উদাহরণ দাও।

কোনো গতিশীল বস্তুর, সর্বদা সমবেগে সরলরেখা বরাবর গতিশীল থাকতে চাওয়ার প্রবণতাকে গতিজাড্য বলা হয়।

চলন্ত যাত্রীবাহী একটি বাস হঠাৎ থেমে গেলে, বাসের গতির অভিমুখে দাঁড়িয়ে থাকা যাত্রীরা সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে বা হুমড়ি খেয়ে পড়ে। এর কারণ হল গাড়ি যখন গতিশীল ছিল তখন যাত্রীরাও একই বেগে গতিশীল ছিল। গাড়ি যখন হঠাৎ ব্রেক কষে থেমে গেল তখন যাত্রীদের শরীরের নিম্নাংশ গাড়ির সংলগ্ন থাকার সঙ্গে সঙ্গে স্থির হয়ে যায়। কিন্তু যাত্রীদের শরীরের ঊর্ধ্বাংশ গতিজাড্যের জন্য এগিয়ে যায়, ফলে যাত্রীরা সামনের দিকে ঝুঁকে পড়ে বা হুমড়ি খেয়ে পড়ে।

বলের সংযোজনের সামান্তরিক সূত্রটি লেখো ও ব্যাখ্যা করো।

কোনো বিন্দুর ওপর একইসঙ্গে ক্রিয়াশীল দুটি বলের মান ও অভিমুখ যদি ওই বিন্দু থেকে অঙ্কিত কোনো সামান্তরিকের দুটি সন্নিহিত বাহু দ্বারা প্রকাশ করা যায়— তাহলে ওই দুই বাহুর ছেদবিন্দু থেকে অঙ্কিত সামান্তরিকের কর্ণ বল দুটির লব্ধিকে মানে ও অভিমুখে প্রকাশ করবে।

বলের সামান্তরিক সূত্র

ব্যাখ্যা: ধরা যাক, A বিন্দুর ওপর একইসঙ্গে দুটি বল P ও Q ক্রিয়াশীল। P ও Q বল দুটিকে যথাক্রমে ABCD সামান্তরিকের দুটি সন্নিহিত বাহু AB ও AD দ্বারা মানে ও অভিমুখে প্রকাশ করা হয়েছে। তাহলে A বিন্দু দিয়ে অঙ্কিত সামান্তরিকের কর্ণ বা AC বল দুটির লখিকে প্রকাশ করবে।

নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্রটি লেখো।

কোনো বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক। প্রযুক্ত বল যেদিকে ক্রিয়া করে বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন সেইদিকে হয়।