সৃজনশীলঃ ‘নিচের উদ্দীপকটি লক্ষ…’ বরিশাল বোর্ড ২০২১ – কাজ শক্তি ক্ষমতা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র (এইচএসসি)

কোনো বস্তু একটি বিন্দু হতে যাত্রা শুরু করে নির্দিষ্ট পথে ঘুরে আবার একই বিন্দুতে ফেরত আসলে যদি বিবেচনাধীন বল দ্বারা কৃতকাজ শূণ্য হয় তবে ঐ বলকে সংরক্ষণশীল বল বলা হয়। মহাকর্ষ বল ও তড়িৎ বলের দিক ক্ষেত্রে এরূপ সম্ভব। কারণ মহাকর্ষ বল বা তড়িৎ বলের দিক বস্তুর গতির দিকের ওপর নির্ভর করে না।তবে ঘর্ষণ বলের দিক সর্বদা বস্তুর গতির বিপরীতে হয়। তাই বস্তুর চলার পথে ঘর্ষণ বল দ্বারা সবর্দা ঋণাত্মক কাজ সম্পন্ন হয়। তখন বস্তুটি আদি বিন্দুতে ফিরে আসলেও ঘর্ষণ বল দ্বারা মোট কৃতকাজ শূণ্য হয় । বরং ঋণাত্মক এ কারণে ঘর্ষণ বল সংরক্ষণশীল বল নয়।

এখানে, ভর = 3kg

অভিকর্ষজ ত্বরণ, g = 9.8ms^-2

B বিন্দুতে থাকা গোলকটির বিভবশক্তি= mgh

                                                     = mg (20 sin500)

                    = 3 × 9.8 × 20 sin500

                  =450.43 J

সুতরাং, B বিন্দুতে থাকা গোলকটির বিভবশক্তি 450.43 J।

এখানে , 

ভর, m= 3kg

ঘর্ষণবল,Fk=3×15

      = 4.5 N

g = 9.8 ms^-2

আদিবেগ, u= 0ms^-1  

শেষবেগ, v= ?

অতিক্রান্ত দূরত্ব, s= 20m

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}& F-F_k=ma\\ \Rightarrow & mg\sin \theta -F_k=ma\\ \Rightarrow & a=\frac{mg\sin \theta -Fk}{m}\\ & =\frac{3\times 9.8\sin 50-4.5}{3}\\ \therefore & a=6m^{-2}\end{array}$

আবার, 

$\begin{array}{cc}{v}^2& =u^2+2as\\ \Rightarrow v^2& =0+2\times 6\times 20\\ \Rightarrow v^2& =240m^2{s}^{-2}\end{array}$

BC পথে; 

চিত্র হতে পাই, 

20 ‍sin50⁰ = s sin 40⁰

$\begin{array}{cc}\Rightarrow S& =\frac{20\sin 50}{\sin 40}\\ & =23.84m\end{array}$

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}& F-F_k=ma\\ \Rightarrow & mg\sin \theta -3=ma\\ \Rightarrow a& =\frac{mg\sin \theta -3}{m}\\ & =\frac{3\times 9.8\sin 40-3}{3}\\ \therefore a& =5.3{\mathrm{ms}}^{-2}\end{array}$

আবার, 

$\begin{array}{cc}{v}^2& =u^2+2as\\ \Rightarrow v^2& =0+2\times 5.3\times 23.84\\ \Rightarrow v^2& =252.70m^2{s}^{-2}\end{array}$

C বিন্দুতে গতিশক্তি,

$\begin{array}{cc}& E_k=\frac{1}{2}{m}^2\\ =& \frac{1}{2}\times 3\times 252.70\\ =& 379.05J\end{array}$

সুতরাং, A বিন্দু ও C বিন্দুতে গোলকটির গতিশক্তি সমান হবে না।