যান্ত্রিক শক্তি: কীভাবে এটি গণনা করা যায়, উদাহরণ এবং মূল প্রয়োগ

• যান্ত্রিক শক্তি হল গতিশক্তি এবং সম্ভাব্য শক্তির সমষ্টি।
• এটি বিভিন্ন প্রেক্ষাপটে প্রয়োগ করা হয়, যানবাহন থেকে বস্তুর চলাচল পর্যন্ত।
• শক্তির সংরক্ষণের নীতি হল ঘর্ষণহীন সিস্টেমে চাবিকাঠি।

পূর্ববর্তী নিবন্ধগুলিতে আমরা পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে বিশ্লেষণ করেছি গতিসম্পর্কিত শক্তি এবং এটি সম্পর্কিত সমস্ত কিছু। এই ক্ষেত্রে, আমরা প্রশিক্ষণ দিয়ে চালিয়ে যাচ্ছি এবং অধ্যয়ন করতে এগিয়ে চলেছি যান্ত্রিক শক্তি. এই ধরনের শক্তি একটি শরীরের কাজ দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং অন্যান্য শরীরের মধ্যে স্থানান্তর করা যেতে পারে. যান্ত্রিক শক্তি হল স্থিতিস্থাপক এবং/অথবা মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি সহ গতিশক্তি (গতি) এর সমষ্টি, যা তাদের অবস্থানের উপর নির্ভর করে দেহের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা উত্পন্ন হয়।

এই প্রবন্ধে আমরা ব্যাখ্যা করব কিভাবে যান্ত্রিক শক্তি কাজ করে, কিভাবে এটি গণনা করা যায় এবং কিছু উদাহরণ ও প্রয়োগ। আপনি যদি এই ধারণাটি পরিষ্কারভাবে এবং সহজভাবে বুঝতে চান তবে পড়তে থাকুন।

যান্ত্রিক শক্তির ব্যাখ্যা

যান্ত্রিক শক্তি ব্যাখ্যা করার জন্য একটি উদাহরণ নেওয়া যাক। কল্পনা করুন যে আমরা একটি নির্দিষ্ট উচ্চতা থেকে একটি বল নিক্ষেপ করি। নিক্ষেপের সময় বল লেগেছে গতিসম্পর্কিত শক্তি এর চলাচলের কারণে, বাতাসে থাকার সময় এটিও অর্জন করে মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি মাটির সাথে তার অবস্থানের কারণে। এটি বাড়ার সাথে সাথে সম্ভাব্য শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং এটি হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে সেই সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

যে বাহুটি বলটিকে চালিত করে তা এটিতে কাজ করে, এটিতে গতিশক্তি স্থানান্তর করে। যদি আমরা বাতাসের সাথে ঘর্ষণকে অবহেলা করি, বলটি তার মোট যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণ করবে, যা গতি এবং সম্ভাব্য শক্তির সমষ্টি। প্রকৃতপক্ষে, একটি সিস্টেমের যান্ত্রিক শক্তি স্থির থাকতে পারে যখন ঘর্ষণ মত কোন প্রতিরোধী শক্তি থাকে না।

এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ অভিকর্ষ এটি একটি ধ্রুবক শক্তি (পৃথিবীতে 9,8 m/s²) এবং সর্বদা বস্তুর উপর কাজ করে। এইভাবে, গণনা করা যান্ত্রিক শক্তি একটি শরীরের গতি, ভর এবং উচ্চতার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ফলাফল হবে. যান্ত্রিক শক্তি পরিমাপের একক হল জুলাই (জে), একক আন্তর্জাতিক সিস্টেম অনুযায়ী.

যান্ত্রিক শক্তি সূত্র

যান্ত্রিক শক্তি (Em) হল এর সমষ্টি গতিশক্তি (ইসি) এবং সম্ভাব্য শক্তি (Ep). গাণিতিকভাবে, এটি নিম্নলিখিত উপায়ে প্রকাশ করা যেতে পারে:

এম = ইসি + এপি

গণনা করতে গতিসম্পর্কিত শক্তি (ইসি), আমরা সূত্র ব্যবহার করি:

• Ec = 1/2 mv²

যেখানে m শরীরের ভর এবং v গতি।

জন্য হিসাবে মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি (Ep), সূত্রটি হল:

• Ep = mgh

যেখানে m ভর হয়, g মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট ত্বরণ এবং h উচ্চতা

এইভাবে, আপনি যদি বস্তুর ভর, এর গতি এবং যে উচ্চতা থেকে এটি উৎক্ষেপণ করা হয় তা জানলে আপনি এর যান্ত্রিক শক্তি গণনা করতে পারেন।

প্রিন্সিপিও ডি কনজারভেশন ডি লা এনার্জি মেকানিকা

পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক নীতি যা বলে শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না, কিন্তু রূপান্তরিত হয়. এই হিসাবে পরিচিত হয় শক্তি সংরক্ষণ নীতি. যান্ত্রিক শক্তির ক্ষেত্রে, এই নীতিটি বৈধ যদি সিস্টেমটি বিচ্ছিন্ন হয়, অর্থাৎ, যদি ঘর্ষণের মতো অ-রক্ষণশীল শক্তি না থাকে।

যদি আমরা একটি বলকে বাতাসে নিক্ষেপ করি, তার সর্বোচ্চ বিন্দুতে এর গতিশক্তি শূন্য হবে, কিন্তু এর মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি সর্বাধিক হবে। এটি নামার সাথে সাথে সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই প্রক্রিয়ার মধ্যে, সিস্টেমের মোট যান্ত্রিক শক্তি স্থির থাকে।

এই নীতিটি বর্ণনা করে এমন গাণিতিক সমীকরণ হল:

এম = ইসি + এপি = ধ্রুবক

বাস্তব ব্যবস্থায়, ঘর্ষণ এবং অন্যান্য অ-রক্ষণশীল শক্তির উপস্থিতি এই সমীকরণকে পরিবর্তন করে, যার ফলে কিছু শক্তি তাপ বা অন্যান্য ধরণের হিসাবে নষ্ট হয়ে যায়। তা সত্ত্বেও, এই নীতিটি অসংখ্য ভৌত সিস্টেমের বিশ্লেষণের জন্য দরকারী।

অনুশীলনের উদাহরণ

উপরে বর্ণিত ধারণাগুলি কীভাবে প্রয়োগ করা যায় তা ব্যাখ্যা করার জন্য আসুন কিছু অনুশীলন দেখি:

1. ভুল বিকল্প নির্বাচন করুন:

• ক) গতিশক্তি হল গতিশক্তি যা একটি দেহের গতিশীল থেকে থাকে।
• b) মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি হল একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় অবস্থিত হওয়ার কারণে একটি দেহের যে শক্তি।
• গ) ঘর্ষণ থাকা সত্ত্বেও শরীরের মোট যান্ত্রিক শক্তি স্থির থাকে।
• ঘ) মহাবিশ্বের শক্তি ধ্রুবক এবং শুধুমাত্র রূপান্তরিত হয়।
• e) যখন একটি শরীরের গতিশক্তি থাকে, তখন এটি কাজ করতে পারে।

ভুল বিকল্প হয় (গ). ঘর্ষণ উপস্থিতিতে যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষিত হয় না, কারণ এর কিছু অংশ তাপ হিসাবে বিলুপ্ত হয়।

ময়দা দিয়ে একটি বাস m ধ্রুব গতিতে একটি ঢালে নেমে আসে। চালক ব্রেক চেপে রাখে, বাসের গতি সীমিত করে এমনকি যদি এটি উচ্চতা থেকে নেমে আসে h. নিম্নলিখিত বিবৃতি সত্য না মিথ্যা উত্তর দিন:

• বাসের গতিশক্তির পরিবর্তন শূন্য।
• বাস-গ্রাউন্ড সিস্টেমের যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষিত হয়।
• বাস-আর্থ সিস্টেমের মোট শক্তি সংরক্ষিত হয়, যদিও কিছু অভ্যন্তরীণ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

এই ক্ষেত্রে, সঠিক উত্তর V, F, V. গতি স্থির থাকার কারণে গতিশক্তি পরিবর্তিত হয় না; যাইহোক, ঘর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধির কারণে যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণ করা হয় না।

এই উদাহরণগুলি বিভিন্ন প্রেক্ষাপটে শক্তি এবং শক্তি কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে তা বোঝার গুরুত্ব ব্যাখ্যা করে। যানবাহন সরানো থেকে শুরু করে ট্রামপোলিন থেকে লাফ দেওয়া পর্যন্ত অনেক দৈনন্দিন কাজে যান্ত্রিক শক্তি চাবিকাঠি।

যান্ত্রিক শক্তির সঠিক উপলব্ধি শুধুমাত্র পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হওয়ার জন্যই নয়, আমাদের চারপাশের বিশ্বের ঘটনাগুলি বোঝার জন্যও কার্যকর।