ঘর্ষণ

ঘর্ষণ কি?#

ঘর্ষণ হল একটি বল যা সংস্পর্শে থাকা দুটি বস্তুর আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে। এটি প্রকৃতির একটি মৌলিক বল যা গাড়ির চলাচল থেকে শুরু করে তরলের প্রবাহ পর্যন্ত সবকিছুকে প্রভাবিত করে।

ঘর্ষণের কারণ

দুটি বস্তুর পৃষ্ঠতলে অবস্থিত অণুবীক্ষণিক অনিয়মের মিথস্ক্রিয়ার কারণে ঘর্ষণ সৃষ্টি হয়। যখন এই অনিয়মগুলি পরস্পরের সংস্পর্শে আসে, তখন তারা গতির বিরুদ্ধে প্রতিরোধ সৃষ্টি করে। ঘর্ষণের পরিমাণ বেশ কয়েকটি বিষয়ের উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে রয়েছে:

• পৃষ্ঠতলের রুক্ষতা: পৃষ্ঠতল যত রুক্ষ, ঘর্ষণ তত বেশি।
• পৃষ্ঠতলগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া বলের পরিমাণ: বল যত বেশি, ঘর্ষণ তত বেশি।
• পৃষ্ঠতলের উপকরণ: কিছু উপকরণ, যেমন রাবার, অন্য উপকরণ যেমন ধাতুর চেয়ে বেশি ঘর্ষণ সৃষ্টি করে।

ঘর্ষণের প্রভাব

ঘর্ষণের বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

• এটি বস্তুকে পিছলে যেতে বাধা দেয়: বস্তু পিছলে যাওয়া রোধ করতে ঘর্ষণ অপরিহার্য। উদাহরণস্বরূপ, একটি গাড়ির টায়ার এবং রাস্তার মধ্যকার ঘর্ষণ গাড়িকে পিছলে যাওয়া থেকে রক্ষা করে।
• এটি বস্তুকে ক্ষয়প্রাপ্ত করে: সময়ের সাথে সাথে ঘর্ষণ বস্তুকে ক্ষয়প্রাপ্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি গাড়ির ব্রেক এবং রোটরের মধ্যকার ঘর্ষণ ব্রেকগুলিকে ক্ষয়প্রাপ্ত করতে পারে।
• এটি তাপ উৎপন্ন করে: যখন দুটি বস্তু একে অপরের বিরুদ্ধে ঘষা খায় তখন ঘর্ষণ তাপ উৎপন্ন করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ম্যাচ এবং ম্যাচবক্সের মধ্যকার ঘর্ষণ আগুন জ্বালানোর জন্য পর্যাপ্ত তাপ উৎপন্ন করতে পারে।

ঘর্ষণ কমানো

ঘর্ষণ কমানোর বেশ কয়েকটি উপায় রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

• প্রচলক ব্যবহার: প্রচলক, যেমন তেল এবং গ্রিজ, দুটি বস্তুর পৃষ্ঠতলের অণুবীক্ষণিক অনিয়মগুলি পূরণ করে ঘর্ষণ কমাতে পারে।
• পৃষ্ঠতল মসৃণ করা: দুটি বস্তুর পৃষ্ঠতল মসৃণ করে অণুবীক্ষণিক অনিয়মের সংখ্যা কমিয়ে ঘর্ষণ কমানো যায়।
• কম ঘর্ষণযুক্ত উপকরণ ব্যবহার: কিছু উপকরণ, যেমন টেফলন, কম ঘর্ষণযুক্ত এবং দুটি বস্তুর মধ্যকার ঘর্ষণ কমাতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ঘর্ষণ প্রকৃতির একটি মৌলিক বল যা গাড়ির চলাচল থেকে শুরু করে তরলের প্রবাহ পর্যন্ত সবকিছুকে প্রভাবিত করে। দক্ষ ও নিরাপদে কাজ করে এমন ব্যবস্থা ডিজাইন করতে ঘর্ষণের কারণ ও প্রভাব বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।

ঘর্ষণের উদাহরণ#

ঘর্ষণ হল একটি বল যা সংস্পর্শে থাকা দুটি বস্তুর আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে। এটি বস্তুর পৃষ্ঠতলে অবস্থিত অণুবীক্ষণিক অনিয়মের মিথস্ক্রিয়ার কারণে সৃষ্টি হয়। ঘর্ষণ একটি সহায়ক বল হতে পারে, যেমন যখন এটি বরফাক্ত রাস্তায় আমাদের পিছলে যেতে বাধা দেয়, কিন্তু এটি একটি বাধাও হতে পারে, যেমন যখন এটি আমাদের গাড়ির ব্রেক ক্ষয়প্রাপ্ত করে।

দৈনন্দিন জীবনে ঘর্ষণের অনেক বিভিন্ন উদাহরণ রয়েছে। সবচেয়ে সাধারণ কিছু উদাহরণের মধ্যে রয়েছে:

• স্লাইডিং ঘর্ষণ: এটি সেই ধরনের ঘর্ষণ যা ঘটে যখন দুটি বস্তু একে অপরের পাশ দিয়ে স্লাইড করছে। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি একটি বই টেবিলের উপর দিয়ে স্লাইড করান, বই এবং টেবিলের মধ্যকার ঘর্ষণ বইটির গতির বিরোধিতা করে।
• রোলিং ঘর্ষণ: এটি সেই ধরনের ঘর্ষণ যা ঘটে যখন একটি বস্তু একটি পৃষ্ঠতলে গড়িয়ে চলছে। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি একটি বল পাহাড়ের নিচে গড়িয়ে দেন, বল এবং পাহাড়ের মধ্যকার ঘর্ষণ বলটির গতির বিরোধিতা করে।
• তরল ঘর্ষণ: এটি সেই ধরনের ঘর্ষণ যা ঘটে যখন একটি বস্তু একটি তরলের মধ্য দিয়ে চলমান। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি জলের মধ্য দিয়ে সাঁতার কাটেন, আপনার শরীর এবং জলের মধ্যকার ঘর্ষণ আপনার গতির বিরোধিতা করে।

দুটি বস্তুর মধ্যকার ঘর্ষণের পরিমাণ বেশ কয়েকটি বিষয়ের উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে রয়েছে:

• পৃষ্ঠতলের রুক্ষতা: পৃষ্ঠতল যত রুক্ষ, ঘর্ষণ তত বেশি।
• বস্তুর ওজন: বস্তু যত ভারী, ঘর্ষণ তত বেশি।
• বস্তুর গতি: বস্তু যত দ্রুত চলমান, ঘর্ষণ তত বেশি।

ঘর্ষণ একটি সহায়ক বল হতে পারে, কিন্তু এটি একটি বাধাও হতে পারে। ঘর্ষণকে প্রভাবিত করে এমন বিষয়গুলি বোঝার মাধ্যমে, আমরা এটি আমাদের সুবিধার জন্য ব্যবহার করতে পারি এবং এর নেতিবাচক প্রভাব কমিয়ে আনতে পারি।

সহায়ক ঘর্ষণের উদাহরণ#

দৈনন্দিন জীবনে সহায়ক ঘর্ষণের অনেক উদাহরণ রয়েছে। সবচেয়ে সাধারণ কিছু উদাহরণের মধ্যে রয়েছে:

• হাঁটা: আমাদের জুতো এবং মাটির মধ্যকার ঘর্ষণ আমাদের পিছলে না গিয়ে হাঁটতে দেয়।
• গাড়ি চালানো: আমাদের টায়ার এবং রাস্তার মধ্যকার ঘর্ষণ আমাদের গাড়িগুলোকে পিছলে না গিয়ে চালাতে দেয়।
• ব্রেক করা: আমাদের ব্রেক প্যাড এবং রোটরের মধ্যকার ঘর্ষণ ব্রেক করার সময় আমাদের গাড়িগুলোকে ধীর করে দেয়।
• বস্তু ধরে রাখা: আমাদের হাত এবং বস্তুর মধ্যকার ঘর্ষণ আমাদের সেগুলো ফেলে না দিয়ে ধরে রাখতে দেয়।

ক্ষতিকর ঘর্ষণের উদাহরণ#

দৈনন্দিন জীবনে ক্ষতিকর ঘর্ষণেরও অনেক উদাহরণ রয়েছে। সবচেয়ে সাধারণ কিছু উদাহরণের মধ্যে রয়েছে:

• ক্ষয় ও টিয়ার: ঘর্ষণ সময়ের সাথে সাথে বস্তুকে ক্ষয়প্রাপ্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আমাদের গাড়ির ব্রেক এবং রোটরের মধ্যকার ঘর্ষণ ব্রেকগুলিকে ক্ষয়প্রাপ্ত করতে পারে।
• তাপ: ঘর্ষণ তাপ উৎপন্ন করতে পারে, যা বস্তুর ক্ষতি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আমাদের গাড়ির টায়ার এবং রাস্তার মধ্যকার ঘর্ষণ টায়ারগুলিকে অতিরিক্ত গরম করে ফেটে যেতে পারে।
• শব্দ: ঘর্ষণ শব্দ সৃষ্টি করতে পারে, যা বিরক্তিকর বা এমনকি ক্ষতিকর হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আমাদের গাড়ির ব্রেক এবং রোটরের মধ্যকার ঘর্ষণ একটি চিৎকার শব্দ সৃষ্টি করতে পারে।

ঘর্ষণকে প্রভাবিত করে এমন বিষয়গুলি বোঝার মাধ্যমে, আমরা এর নেতিবাচক প্রভাব কমিয়ে আনতে পারি এবং এটি আমাদের সুবিধার জন্য ব্যবহার করতে পারি।

ঘর্ষণের প্রকারভেদ#

ঘর্ষণ হল একটি বল যা সংস্পর্শে থাকা দুটি বস্তুর আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে। এটি প্রকৃতির একটি মৌলিক বল এবং আমাদের দৈনন্দিন জীবনের বিভিন্ন দিকতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বিভিন্ন ধরনের ঘর্ষণ রয়েছে, যার প্রতিটির নিজস্ব বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ রয়েছে।

১. স্থিতি ঘর্ষণ#

স্থিতি ঘর্ষণ হল সেই বল যা একটি বস্তুকে চলতে শুরু করা থেকে বিরত রাখে যখন একটি বহিরাগত বল প্রয়োগ করা হয়। এটি দুটি পৃষ্ঠতলের মধ্যে কাজ করে যা আপেক্ষিক গতিতে নেই। সর্বোচ্চ স্থিতি ঘর্ষণ বল সরাসরি স্বাভাবিক বল (পৃষ্ঠতলগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া বল) এবং স্থিতি ঘর্ষণ সহগ (একটি উপাদান বৈশিষ্ট্য) এর সমানুপাতিক।

$$F_s \le \mu_s F_n$$

যেখানে:

• $F_s$ হল স্থিতি ঘর্ষণ বল
• $\mu_s$ হল স্থিতি ঘর্ষণ সহগ
• $F_n$ হল স্বাভাবিক বল

২. গতীয় ঘর্ষণ#

গতীয় ঘর্ষণ হল সেই বল যা দুটি বস্তুর আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে যা ইতিমধ্যেই সংস্পর্শে এবং চলমান। এটি সর্বদা সর্বোচ্চ স্থিতি ঘর্ষণ বলের চেয়ে কম এবং স্বাভাবিক বল এবং গতীয় ঘর্ষণ সহগ (অন্য একটি উপাদান বৈশিষ্ট্য) এর সরাসরি সমানুপাতিক।

$$F_k = \mu_k F_n$$

যেখানে:

• $F_k$ হল গতীয় ঘর্ষণ বল
• $\mu_k$ হল গতীয় ঘর্ষণ সহগ
• $F_n$ হল স্বাভাবিক বল

৩. ঘূর্ণন ঘর্ষণ#

ঘূর্ণন ঘর্ষণ হল সেই বল যা একটি পৃষ্ঠতলে একটি বস্তুর ঘূর্ণন গতির বিরোধিতা করে। এটি সাধারণত স্থিতি বা গতীয় ঘর্ষণের চেয়ে অনেক ছোট এবং বস্তু এবং যে পৃষ্ঠতলে এটি গড়াচ্ছে তার বিকৃতির কারণে সৃষ্টি হয়। ঘূর্ণন ঘর্ষণ স্বাভাবিক বল এবং ঘূর্ণন ঘর্ষণ সহগের সরাসরি সমানুপাতিক।

$$F_r = \mu_r F_n$$

যেখানে:

• $F_r$ হল ঘূর্ণন ঘর্ষণ বল
• $\mu_r$ হল ঘূর্ণন ঘর্ষণ সহগ
• $F_n$ হল স্বাভাবিক বল

৪. তরল ঘর্ষণ#

তরল ঘর্ষণ, যাকে ড্রাগও বলা হয়, হল সেই বল যা একটি তরল (তরল বা গ্যাস) এর মধ্য দিয়ে একটি বস্তুর গতির বিরোধিতা করে। এটি তরলের সান্দ্রতা এবং বস্তুর আকৃতি ও বেগের কারণে সৃষ্টি হয়। তরল ঘর্ষণ তরলের সান্দ্রতা, বস্তুর বেগ এবং বস্তুর পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফলের সরাসরি সমানুপাতিক।

$$F_d = \frac{1}{2} \rho v^2 A C_d$$

যেখানে:

• $F_d$ হল তরল ঘর্ষণ বল
• $\rho$ হল তরলের ঘনত্ব
• $v$ হল বস্তুর বেগ
• $A$ হল বস্তুর পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল
• $C_d$ হল ড্রাগ সহগ

ঘর্ষণের প্রয়োগ#

ঘর্ষণ আমাদের দৈনন্দিন জীবনের বিভিন্ন দিকতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যার মধ্যে রয়েছে:

• হাঁটা: আমাদের জুতো এবং মাটির মধ্যকার ঘর্ষণ আমাদের পিছলে না গিয়ে হাঁটতে দেয়।
• গাড়ি চালানো: টায়ার এবং রাস্তার মধ্যকার ঘর্ষণ যানবাহনকে চলাচল, ব্রেক এবং মোড় নিতে সক্ষম করে।
• ব্রেক করা: ব্রেক প্যাড এবং রোটরের মধ্যকার ঘর্ষণ যানবাহনকে ধীর বা থামায়।
• বস্তু ধরে রাখা: ঘর্ষণ আমাদের বস্তুগুলি আমাদের হাত থেকে পিছলে না গিয়ে ধরে রাখতে দেয়।
• যন্ত্রপাতি: ঘর্ষণ যন্ত্রপাতির কার্যক্রমের জন্য অপরিহার্য, যেমন গিয়ার, পুলি এবং কনভেয়র বেল্ট।

ঘর্ষণের পরিমাপ#

ঘর্ষণ হল একটি বল যা সংস্পর্শে থাকা দুটি বস্তুর আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে। এটি বস্তুর পৃষ্ঠতলে অবস্থিত অণুবীক্ষণিক অনিয়মের মিথস্ক্রিয়ার কারণে সৃষ্টি হয়। ঘর্ষণের পরিমাণ পৃষ্ঠতলের প্রকৃতি, বস্তুগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া বল এবং বস্তুর আপেক্ষিক বেগের উপর নির্ভর করে।

ঘর্ষণ পরিমাপের পদ্ধতি#

ঘর্ষণ পরিমাপের বেশ কয়েকটি পদ্ধতি রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

• ঢালু তল পদ্ধতি: এই পদ্ধতিতে একটি বস্তুকে একটি ঢালু তলে রাখা হয় এবং যে কোণে বস্তুটি স্লাইড করা শুরু করে তা পরিমাপ করা হয়। তারপর নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে ঘর্ষণ সহগ গণনা করা হয়:

$$μ = tanθ$$

যেখানে:

• μ হল ঘর্ষণ সহগ

• θ হল ঢালের কোণ

• অনুভূমিক তল পদ্ধতি: এই পদ্ধতিতে একটি বস্তুকে একটি অনুভূমিক তলে রাখা হয় এবং বস্তুটিকে একটি ধ্রুব বেগে সরানোর জন্য প্রয়োজনীয় বল পরিমাপ করা হয়। তারপর নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে ঘর্ষণ সহগ গণনা করা হয়:

$$μ = F/N$$

যেখানে:

• μ হল ঘর্ষণ সহগ

• F হল বস্তুটিকে সরানোর জন্য প্রয়োজনীয় বল

• N হল স্বাভাবিক বল (তলের বিপরীতে বস্তুটিকে চাপ দেয়া বল)

• দোলক পদ্ধতি: এই পদ্ধতিতে একটি বস্তুকে একটি দোলকের সাথে সংযুক্ত করা হয় এবং দোলনের পর্যায়কাল পরিমাপ করা হয়। তারপর নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে ঘর্ষণ সহগ গণনা করা হয়:

$$μ = 4π^2(L/gT^2)$$

যেখানে:

• μ হল ঘর্ষণ সহগ
• L হল দোলকের দৈর্ঘ্য
• g হল অভিকর্ষজ ত্বরণ
• T হল দোলনের পর্যায়কাল

ঘর্ষণ সহগ#

ঘর্ষণ সহগ হল সংস্পর্শে থাকা দুটি পৃষ্ঠতলের মধ্যকার স্লাইডিং প্রতিরোধের একটি পরিমাপ। এটি একটি পৃষ্ঠতলকে অন্যটির পাশ দিয়ে সরানোর জন্য প্রয়োজনীয় বল এবং পৃষ্ঠতলগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া স্বাভাবিক বলের অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

ঘর্ষণের প্রকারভেদ#

ঘর্ষণের প্রধানত দুটি প্রকার রয়েছে:

• স্থিতি ঘর্ষণ হল সেই বল যা দুটি পৃষ্ঠতলের গতির বিরোধিতা করে যা সংস্পর্শে আছে কিন্তু একে অপরের সাপেক্ষে চলমান নয়।
• গতীয় ঘর্ষণ হল সেই বল যা দুটি পৃষ্ঠতলের গতির বিরোধিতা করে যা সংস্পর্শে আছে এবং একে অপরের সাপেক্ষে চলমান।

স্থিতি ঘর্ষণ সহগ#

স্থিতি ঘর্ষণ সহগ হল একটি পৃষ্ঠতলকে অন্যটির পাশ দিয়ে চলতে শুরু করার জন্য প্রয়োজনীয় বল এবং পৃষ্ঠতলগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া স্বাভাবিক বলের অনুপাত। এটি সাধারণত গতীয় ঘর্ষণ সহগের চেয়ে বেশি।

গতীয় ঘর্ষণ সহগ#

গতীয় ঘর্ষণ সহগ হল একটি পৃষ্ঠতলকে অন্যটির পাশ দিয়ে চলমান রাখার জন্য প্রয়োজনীয় বল এবং পৃষ্ঠতলগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া স্বাভাবিক বলের অনুপাত। এটি সাধারণত স্থিতি ঘর্ষণ সহগের চেয়ে কম।

ঘর্ষণকে প্রভাবিতকারী বিষয়সমূহ#

ঘর্ষণ সহগ বেশ কয়েকটি বিষয় দ্বারা প্রভাবিত হয়, যার মধ্যে রয়েছে:

• সংস্পর্শে থাকা পৃষ্ঠতলের প্রকৃতি। পৃষ্ঠতল যত রুক্ষ, ঘর্ষণ সহগ তত বেশি।
• পৃষ্ঠতলগুলিকে একসাথে চাপ দেয়া স্বাভাবিক বল। স্বাভাবিক বল যত বেশি, ঘর্ষণ সহগ তত বেশি।
• পৃষ্ঠতলের তাপমাত্রা। তাপমাত্রা যত বেশি, ঘর্ষণ সহগ তত কম।
• প্রচলকের উপস্থিতি। প্রচলক ঘর্ষণ সহগ কমায়।

ঘর্ষণ সংক্রান্ত সমাধানকৃত সংখ্যাভিত্তিক সমস্যা#

স্থিতি ঘর্ষণ#

উদাহরণ ১:#

10 kg ভরের একটি ব্লক একটি অনুভূমিক পৃষ্ঠতলে স্থির অবস্থায় রয়েছে। ব্লক এবং পৃষ্ঠতলের মধ্যকার স্থিতি ঘর্ষণ সহগ হল 0.4। ব্লকটিকে সরানো ছাড়াই সর্বোচ্চ কত বল প্রয়োগ করা যেতে পারে?

সমাধান:

ব্লকটিকে সরানো ছাড়াই প্রয়োগ করা যেতে পারে এমন সর্বোচ্চ বল নিম্নরূপে দেওয়া হয়:

$$F_{max} = \mu_s m g$$

যেখানে:

• $F_{max}$ হল সর্বোচ্চ বল (নিউটনে)
• $\mu_s$ হল স্থিতি ঘর্ষণ সহগ (0.4)
• $m$ হল ব্লকের ভর (10 kg)
• $g$ হল অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.8 m/s²)

সমীকরণে প্রদত্ত মানগুলি প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই:

$$F_{max} = 0.4 \times 10 \times 9.8 = 39.2 \text{ N}$$

অতএব, ব্লকটিকে সরানো ছাড়াই প্রয়োগ করা যেতে পারে এমন সর্বোচ্চ বল হল 39.2 N।

উদাহরণ ২:#

20 kg ভরের একটি ব্লক একটি অনুভূমিক পৃষ্ঠতলে স্থির অবস্থায় রয়েছে। ব্লক এবং পৃষ্ঠতলের মধ্যকার স্থিতি ঘর্ষণ সহগ হল 0.5। ব্লকে 100 N বল প্রয়োগ করা হয়। ব্লকটি কি সরবে?

সমাধান:

ব্লকটি সরবে কিনা তা নির্ধারণ করতে, আমাদের প্রয়োগকৃত বল এবং স্থিতি ঘর্ষণের সর্বোচ্চ বলের তুলনা করতে হবে। স্থিতি ঘর্ষণের সর্বোচ্চ বল নিম্নরূপে দেওয়া হয়:

$$F_{max} = \mu_s m g$$

যেখানে:

• $F_{max}$ হল সর্বোচ্চ বল (নিউটনে)
• $\mu_s$ হল স্থিতি ঘর্ষণ সহগ (0.5)
• $m$ হল ব্লকের ভর (20 kg)
• $g$ হল অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.8 m/s²)

সমীকরণে প্রদত্ত মানগুলি প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই:

$$F_{max} = 0.5 \times 20 \times 9.8 = 98 \text{ N}$$

যেহেতু প্রয়োগকৃত বল 100 N স্থিতি ঘর্ষণের সর্বোচ্চ বলের চেয়ে বেশি, তাই ব্লকটি সরবে।

গতীয় ঘর্ষণ#

উদাহরণ ১:#

10 kg ভরের একটি ব্লক একটি অনুভূমিক পৃষ্ঠতলে 5 m/s ধ্রুব বেগে চলমান। ব্লক এবং পৃষ্ঠতলের মধ্যকার গতীয় ঘর্ষণ সহগ হল 0.2। ব্লকের উপর ক্রিয়াশীল গতীয় ঘর্ষণ বল কত?

সমাধান:

ব্লকের উপর ক্রিয়াশীল গতীয় ঘর্ষণ বল নিম্নরূপে দেওয়া হয়:

$$F_k = \mu_k m g$$

যেখানে:

• $F_k$ হল গতীয় ঘর্ষণ বল (নিউটনে)
• $\mu_k$ হল গতীয় ঘর্ষণ সহগ (0.2)
• $m$ হল ব্লকের ভর (10 kg)
• $g$ হল অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.8 m/s²)

সমীকরণে প্রদত্ত মানগুলি প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই:

$$F_k = 0.2 \times 10 \times 9.8 = 19.6 \text{ N}$$

অতএব, ব্লকের উপর ক্রিয়াশীল গতীয় ঘর্ষণ বল হল 19.6 N।

উদাহরণ ২:#

20 kg ভরের একটি ব্লক একটি অনুভূমিক পৃষ্ঠতলে 10 m/s বেগে চলমান। ব্লক এবং পৃষ্ঠতলের মধ্যকার গতীয় ঘর্ষণ সহগ হল 0.3। থামার আগে ব্লকটি কত দূরত্ব স্লাইড করবে?

সমাধান:

থামার আগে ব্লকটি যে দূরত্ব স্লাইড করবে তা নিম্নলিখিত সমীকরণ ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে:

$$d = \frac{v^2}{2\mu_k g}$$

যেখানে:

• $d$ হল দূরত্ব (মিটারে)
• $v$ হল ব্লকের প্রাথমিক বেগ (10 m/s)
• $\mu_k$ হল গতীয় ঘর্ষণ সহগ (0.3)
• $g$ হল অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.8 m/s²)

সমীকরণে প্রদত্ত মানগুলি প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই:

$$d = \frac{10^2}{2 \times 0.3 \times 9.8} = 16.33 \text{ m}$$

অতএব, থামার আগে ব্লকটি 16.33 m স্লাইড করবে।

ঘর্ষণ সম্পর্কে প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন#

ঘর্ষণ কি?#

ঘর্ষণ হল একটি বল যা সংস্পর্শে থাকা দুটি বস্তুর আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে। এটি দুটি বস্তুর পৃষ্ঠতলে অবস্থিত অণুবীক্ষণিক অনিয়মের মিথস্ক্রিয়ার কারণে সৃষ্টি হয়।

ঘর্ষণের বিভিন্ন প্রকার কি কি?#

ঘর্ষণের প্রধানত তিনটি প্রকার রয়েছে:

• স্থিতি ঘর্ষণ হল সেই বল যা একটি স্থির বস্তুর গতির বিরোধিতা করে।
• স্লাইডিং ঘর্ষণ হল সেই বল যা একটি স্লাইডিং বস্তুর গতির বিরোধিতা করে।
• ঘূর্ণন ঘর্ষণ হল সেই বল যা একটি ঘূর্ণায়মান বস্তুর গতির বিরোধিতা করে।

কোন কোন বিষয় ঘর্ষণকে প্রভাবিত করে?#

দুটি বস্তুর মধ্যকার ঘর্ষণের পরিমাণ বেশ কয়েকটি বিষয়ের উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে রয়েছে:

• সংস্পর্শে থাকা পৃষ্ঠতলের প্রকৃতি। রুক্ষ পৃষ্ঠতলে মসৃণ পৃষ্ঠতলের চেয়ে বেশি ঘর্ষণ থাকে।
• দুটি পৃষ্ঠতলকে একসাথে চাপ দেয়া বলের পরিমাণ। বল যত বেশি, ঘর্ষণ তত বেশি।
• দুটি পৃষ্ঠতলের আপেক্ষিক বেগ। পৃষ্ঠতলগুলি একে অপরের সাপেক্ষে যত দ্রুত চলমান, ঘর্ষণ তত বেশি।

ঘর্ষণ কিভাবে কমানো যায়?#

ঘর্ষণ কমানোর বেশ কয়েকটি উপায় রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

• প্রচলক ব্যবহার। প্রচলক দুটি বস্তুর পৃষ্ঠতলের অণুবীক্ষণিক অনিয়মগুলি পূরণ করে ঘর্ষণ কমায়।
• পৃষ্ঠতল পালিশ করা। পালিশ করা পৃষ্ঠতলগুলিকে মসৃণ করে ঘর্ষণ কমায়।
• বল বেয়ারিং ব্যবহার। বল বেয়ারিং বস্তুগুলিকে স্লাইড করার পরিবর্তে ঘূর্ণন করতে দিয়ে ঘর্ষণ কমায়।

দৈনন্দিন জীবনে ঘর্ষণের কিছু উদাহরণ কি কি?#

ঘর্ষণ আমাদের চারপাশে সর্বত্র বিদ্যমান। এখানে কয়েকটি উদাহরণ দেওয়া হল:

• একটি গাড়ির ব্রেক গাড়িটি থামাতে ঘর্ষণ ব্যবহার করে।
• একটি গাড়ির টায়ার রাস্তা ধরতে ঘর্ষণ ব্যবহার করে।
• একজন ব্যক্তি হাঁটার সময় নিজেকে সামনে ঠেলতে ঘর্ষণ ব্যবহার করে।
• একটি বল পাহাড়ের নিচে গড়িয়ে নামার সময় ধীর হতে ঘর্ষণ ব্যবহার করে।

উপসংহার#

ঘর্ষণ একটি মৌলিক বল যা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি আমরা কিভাবে হাঁটি থেকে শুরু করে কিভাবে গাড়ি চালাই তার জন্য দায়ী।