সৃজনশীলঃ ‘…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০২৫ – বল, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

দুটি অসমান ভরের গাড়ি একই বেগে সংঘর্ষ ঘটালে কম ভরের গাড়িটি বেশি ক্ষতিগ্রস্ত হবে। কারণ সংঘর্ষে উভয়ের উপর প্রযুক্ত ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়া সমান হলেও কম ভরের বস্তুর ত্বরণ বেশি হবে। ফলে বেগের পরিবর্তন তথা ভরবেগের পরিবর্তন বেশি হবে। এজন্য তাকে বেশি শক্তি শোষণ করতে হবে যা গাড়ির কাঠামোগত ক্ষতির পরিমাণ বৃদ্ধি করে। তাই বলা যায়, কম ভরের গাড়িটি বেশি ক্ষতিগ্রস্ত হবে।

দৃশ্যকল্প-২ এর লেখচিত্র হতে পাই,

(0-8 s) সময়ে বেগ ও সময়ের পরিবর্তন সরলরেখিক। সুতরাং এ অংশে গাড়িটি সমত্বরণে চলে।

$\therefore$ অতিক্রান্ত দূরত্ব,

$s_1=\left(\frac{u+v}{2}\right)t$

$=\left(\frac{0+8}{2}\right)\times 8=32\mathrm{m}$

এখানে,

আদিবেগ, $\mathrm{u}=0\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

শেষবেগ, $v=8\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

সময়, $\mathrm{t}=8\mathrm{s}$

আবার, (8 s-12 s) সময়ে বেগ অপরিবর্তিত থাকে। সুতরাং এ অংশে গাড়িটি সমবেগে চলে।

$\therefore$ অতিক্রান্ত দূরত্ব,

$s_2=vt$

$=8\times 4=32\mathrm{m}$

এখানে,

বেগ, $\mathrm{v}=8\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

সময়, $\mathrm{t}=12-8=4\mathrm{s}$

আবার, ( 12 s - 16 s ) এ বেগ সরলরেখিকভাবে বৃদ্ধি পায়। সুতরাং এ অংশ সমত্বরণ।

$\therefore$ অতিক্রান্ত দূরত্ব,

$s_3=\left(\frac{u+v}{2}\right)t$

$=\left(\frac{8+12}{2}\right)\times 4=40\mathrm{m}$

এখানে,
আদিবেগ, $\mathrm{u}=8\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

শেষবেগ, $\mathrm{v}=12\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

সময়, $\mathrm{t}=16-12=4\mathrm{s}$

এবং (16 s - 18 s) এ বেগ সরলরেখিকভাবে হাস পায়। সুতরাং এ অংশ সমমন্দন।

$\therefore$ অতিক্রান্ত দূরত্ব,

$s_4=\left(\frac{u+v}{2}\right)t$

$=\left(\frac{12+4}{2}\right)\times 2=16\mathrm{m}$

এখানে,

আদিবেগ, $\mathrm{u}=12\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$.

শেষবেগ, v=4 $\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

সময়, $\mathrm{t}=18-16=2\mathrm{s}$

$\therefore$ মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব,

$\mathrm{s}={\mathrm{s}}_1+{\mathrm{s}}_2+{\mathrm{s}}_3+{\mathrm{s}}_4$

$=32+32+40+16=120\mathrm{m}$

অতএব, দৃশ্যকল্প-২ নং এর লেখচিত্র অনুসারে গাড়িটির অতিক্রম্বন্ত দূরত্ব 120 m .

দৃশ্যকল্প-১ হতে, ১ম বস্তুর ভর, $m_1=2000\mathrm{kg}$

২য় বস্তুর ভর, ${\mathrm{m}}_2=1500\mathrm{kg}$

১ম বস্তুর আদিবেগ, ${\mathrm{u}}_1=60\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

২য় বস্তুর আদিবেগ, ${\mathrm{u}}_2=40\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

বস্তুদ্ধয়ের মিলিত বেগ = v

আমরা জানি, ${\mathrm{m}}_1{\mathrm{u}}_1+{\mathrm{m}}_2{\mathrm{u}}_2=({\mathrm{m}}_1+{\mathrm{m}}_2)\mathrm{v}$

বা, $(2000\times 60)+(1500\times 40)=(2000+1500)v$

বা, $3500\mathrm{v}=180000$

$\therefore v=51.43\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}.$

এখন, সংঘর্ষের পূর্বে মোট শক্তি,

$E_i=\frac{1}{2}{m}_1{u}_1^2+\frac{1}{2}{m}_2{u}_2^2$

$=\frac{1}{2}\times 2000\times {60}^2+\frac{1}{2}\times 1500\times {40}^2=4.8\times {10}^6\mathrm{J}$

আবার, সংঘর্ষের পূর্বে মোট শক্তি,

$E_f=\frac{1}{2}(m_1+m_2)v^2$

$=\frac{1}{2}\times (2000+1500)\times (51.43{)}^2=4.63\times {10}^{6}J$

$\therefore$ হারানো শক্তি, ${\mathrm{E}}_{\text{loss }}={\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_f$

$=4.8\times {10}^6-4.63\times {10}^6$

$=1.7\times {10}^5\mathrm{J}$

এই হারানো শক্তি মূলত শব্দ শক্তি, তাপশক্তিসহ অন্যান্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। অর্থাৎ শক্তির কোনোরূপ ধ্বংস বা সৃষ্টি ঘটে না।

অতএব, দৃশ্যকল্প-১ নং এর আলোকে সংঘর্ষের পূর্বে ও পরে গাড়ি দুটির গতিশক্তি সংরক্ষণশীল না হলেও শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি মেনে চলে।