সৃজনশীলঃ ‘গ্রামের একটি সমতল…’ বরিশাল বোর্ড ২০২২ – নিউটনীয় বলবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র (এইচএসসি)

ঘর্ষণ বল সৃষ্টির জন্য তড়িৎ চুম্বকীয় বল দায়ী। দুটি চার্জিত বস্তু, দুটি চুম্বক কিংবা পরিবর্তী প্রবাহসম্পন্ন পরিবাহকের মধ্যে আপেক্ষিক গতির কারণে যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল সৃষ্টি হয় তাকে তড়িৎ চুম্বকীয় বল বলে। এ বলের মান মহাকর্ষ বলের তুলনায় অনেক বেশি; এর আপেক্ষিক সবলতা মহাকর্ষ বলের সাপেক্ষে ${10}^{39}$ গুণ। এছাড়াও আণবিক গঠন, রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং অন্যান্য তড়িৎ চৌম্বক ঘটনার জন্য এ বল দায়ী। ফোটন নামক ভর ও চার্জহীন এক প্রকার কণার পারস্পরিক বিনিময়ের মাধ্যমে এ বল কার্যকর হয়।

এখানে, বৃত্তপথের ব্যাসার্ধ, $r=3m$

সাইকেলের বেগ, $v=20\mathrm{km}{h}^{-1}=5.556m{s}^{-1}$

অভিকর্ষজ ত্বরণ, $g=10m{s}^{-2}$

ব্যাংকিং কোণ, $\theta =$ ?

আমরা জানি, $\tan \theta =\frac{v^2}{\mathrm{rg}}=\frac{(5.556{)}^2}{3\times 10}=1.0289$

বা, $\theta ={\tan }^{-1}1.0289={45.816}^{\circ }$

অতএব, সাইকেল আরোহী ${45.816}^{\circ }$ কোণ করে সাইকেল চালিয়ে বাঁক অতিক্রম করেছিল।

এখানে, ব্যাসার্ধ, $r=3m$

অভিকর্ষজ ত্বরণ, $g=10m{s}^{-2}$

স্থিতিঘর্ষণ গুণাঙ্ক, $\mu =0.1$

গাড়ির নিরাপদ ব্যাংকিং এর ক্ষেত্রে সর্বোচ্চ বেগ হলে আমরা পাই, কেন্দ্রমুখী বল, $F_C=\frac{{\mathrm{mv}}^2}{r}$

এবং কেন্দ্রমুখী বলের যোগান দিবে চাকা ও রাস্তার মধ্যকার স্থিতি ঘর্ষণ বল, $f_s=\mu \times \mathrm{mg}$

$\therefore F_C=f_s$

বা, $\frac{{\mathrm{mv}}^2}{r}=\mu \mathrm{mg}$

বা, $v^2=\mu \mathrm{rg}$

বা, $v=\sqrt{\mu \mathrm{rg}}=\sqrt{0.1\times 3\times 10}=1.732m{s}^{-1}$

সমর্কীকরণ প্লেটে সর্বোচ্চ গতিসীমা,

$v^{\prime }=6\mathrm{km}{h}^{-1}=\frac{6\times 1000}{3600}=1.667m{s}^{-1}$

এখানে, $v>v^{\prime }$

তাই গাড়ি দুর্ঘটনায় পতিত হবে না।

সুতরাং, সতর্কীকরণ প্লেটে উল্লিখিত গতিসীমা যথার্থ।