.png)
একটি স্প্রিং-এর বিভবশক্তি নির্ণয় (ব্যবহারিক)
পরীক্ষার নামঃ একটি স্প্রিং-এর বিভবশক্তি নির্ণয়।
চলে এসেছে এইচএসিস পরীক্ষার সর্বোচ্চ প্রস্তুতি নিশ্চিত করতে HSC 25 অনলাইন ব্যাচতত্ত্বঃ স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে বাহ্যিক বল F-এর ক্রিয়ায় স্প্রিং-এর দৈর্ঘ্য x পরিমাণ বৃদ্ধি পেলে স্প্রিং-এ সঞ্চিত বিভবশক্তি Ep = ½ kx2 ………..(1)
এখানে, k = বল ধ্রুবক। আবার বলের মান F = k x বা, k = F / x
অতএব সমীকরণ (1)-কে লেখা যায়, Ep = ½ (F/x) x2 = ½ Fx
m ভর প্রয়োগ করা হলে উল্লম্বভাবে ঝুলন্ত স্প্রিং-এর উপর প্রযুক্ত বল F = mg ।
অর্থাৎ স্প্রিং-এর বিভবশক্তি Ep = ½ (F/x) = ½ mgx ...........(2)
চিত্র ৪: সূচক লাগানো স্প্রিং
যন্ত্রপাতি
- সূচক লাগানো একটি স্প্রিং,
- জানা ভর,
- ভরধারক ও
- মিটার স্কেল।
কাজের ধারা
- ১. ভরধারকসহ একটি স্প্রিং-কে একটি দৃঢ় অবলম্বন হতে ঝুলিয়ে দিয়েছিলাম।
- ২. স্প্রিং স্থির হলে এর পাশে উল্লম্বভাবে স্থাপিত মিটার স্কেলের সাহায্যে স্প্রিং-এ লাগানো সূচকের প্রাথমিক পাঠ নিয়েছিলাম। ধরি, এই পাঠ হচ্ছে X₁।
- ৩. এরপর স্প্রিং-এর ভরধারকে ভর ঝুলিয়ে দিয়েছিলাম। এটি প্রসারিত হয়ে স্থির হলে সূচকের পাঠ x2 নিয়েছিলাম। m ভরের জন্য স্প্রিং-এর প্রসারণ (x2-x₁) = x পেয়েছিলাম।
- ৪. একইভাবে স্প্রিং-এর ভরধারকে বিভিন্ন মানের আরও তিনটি ভর ঝুলিয়ে প্রতিক্ষেত্রে স্প্রিং-এর প্রসারণ নির্ণয় করেছিলাম।
- ৫. এরপর অনুভূমিক অক্ষে প্রসারণ x এবং উল্লম্ব অক্ষে বিভবশক্তি Ep নিয়ে একটি লেখচিত্র অঙ্কন করেছিলাম। লেখটি একটি মূলবিন্দুগামী প্যারাবোলা। ঐ লেখের উপর যেকোনো একটি বিন্দু P নিয়ে সরণ x = OR-এর জন্য বিভবশক্তি Ep = ON পেয়েছিলাম।
ছক ১: স্প্রিং-এর বিভবশক্তি Ep নির্ণয়
হিসাব
- 1. Ep = ½ mgx = (½ )(0.1)(9.81)(0.012) = 0.589 × 10-2 J
- 2. Ep= (½) (0.3)(9.81)(0.076) = 7.456 × 10-2 J
- 3. Ep = (½) (0.25)(9.81)(0.122) = 14.96 × 10-2 J
- 4. Ep = (½) (0.3)(9.81) (0.175) = 25.751 × 10-2 J
সরণ x = OR = 0.10 m-এর জন্য স্প্রিং-এর বিভবশক্তি Ep = ON = 11 × 10-2 J
ফলাফল 0.10 m সরণের জন্য স্প্রিং-এর বিভবশক্তি Ep= 11 × 10-2 J1
ফলাফলের উপর আলোচনা
পরীক্ষা কার্যক্রম সুষ্ঠুভাবে সম্পন্ন করেছিলাম। স্প্রিং-এর বিভবশক্তি সঠিকভাবে নির্ণয়ের জন্য নিম্নোক্ত বিষয়গুলোর প্রতি লক্ষ রেখেছিলাম।
- ১. স্প্রিং-কে মুক্তভাবে ঝুলিয়েছিলাম।
- ২. সূচক যেন স্কেলের গা স্পর্শ না করে সেদিকে খেয়াল করেছিলাম।
- ৩. স্প্রিং-এর স্থিতিস্থাপক সীমা যেন অতিক্রম না করে সেই জন্য ভরধারকে বেশি ভর চাপানো হতে বিরত ছিলাম।
- ৪. দোলায়মান অবস্থায় সূচকের পাঠ নিয়ে নেই নি।
প্রশ্ন ও উত্তর
১. প্রঃ কাজ ও শক্তির সংজ্ঞা দাও। এদের একক কী?
উঃ কোনো বস্তুর উপর বল প্রয়োগে বলের ক্রিয়ারেখা বরাবর বস্তুর সরণ ঘটলে কাজ হয়। বল ও সরণের গুণফল হলো কাজের পরিমাণ। কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে। বস্তু কর্তৃক কৃত সর্বমোট কাজই হলো বস্তুর শক্তির পরিমাপ। কাজ ও শক্তির একক জুল (J)।
২. প্রঃ বিভবশক্তি ও গতিশক্তি কাকে বলে?
উঃ স্বাভাবিক 'অবস্থান বা অবস্থা থেকে পরিবর্তন করে কোনো বস্তুকে অন্য কোনো অবস্থান বা অবস্থায় আনলে বস্তু কাজ করার যে সামর্থ্য অর্জন করে তাকে বিভবশক্তি বলে। কোনো গতিশীল বস্তু তার গতির জন্য কাজ করার যে সামর্থ্য অর্জন করে তাকে গতিশক্তি বলে।
৩. প্রঃ স্প্রিং-এর বিভবশক্তি কী?
উঃ স্প্রিং-এর প্রান্তে ভর ঝুলানো হলে স্প্রিং প্রসারিত হয়। এ ক্ষেত্রে অভিকর্ষজ বল স্প্রিং বলের বিরুদ্ধে কাজ করে। স্প্রিং বলের বিরুদ্ধে অভিকর্ষজ বল দ্বারা কৃত কাজই স্প্রিং-এর বিভবশক্তি।