প্লবতা কাকে বলে, প্লবতার একক কি, প্লবতার সূত্র

প্লবতা কাকে বলে

বস্তুকে প্রবাহীর মধ্যে আংশিক বা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত করলে ঐ বস্তুর ওপর প্রবাহী লম্বভাবে যে ঊর্ধ্বমুখী বল প্রয়োগ করে তাকে প্লবতা বলে।

OR: তরল বা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণভাবে নিমজ্জিত করলে কোনো বস্তুর ওপর তরল বা বায়বীয় পদার্থ লম্বভাবে যে ঊর্ধ্বমুখী বল প্রয়োগ করে তাকে প্লবতা বলে।

OR: কোনো বস্তুকে তরল বা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণরূপে নিমজ্জিত করলে বস্তুটি ওপরের দিকে যে লব্ধি বল অনুভব করে তাকে প্লবতা বলে।

উদাহরণ : এক খণ্ড ভারি পাথর বায়ু মাধ্যমে বহন করা খুবই কষ্টকর কিন্তু সেই পাথরখন্ডটি পানি বা তরল পদার্থে নিমজ্জিত করলে সহজেই বহন করা যায়।

প্লবতা বলতে একটি বস্তু জলে নিমজ্জিত করলে বস্তুর উপর জল কর্তৃক যে ঊর্ধ্বমুখী লব্ধি বল ক্রিয়া করে যে বলকে বোঝায়। একে আর্কিমিডিসের সূত্র বলেও অভিহিত করা হয়।

সুতরাং ঊর্ধ্বমুখী লব্ধি বল বা প্লবতা = বস্তু কর্তৃক অপসারিত প্রবাহীর ওজন = Vρg।

এই ঊর্ধ্বমুখী বলের জন্যই তরলে নিমজ্জিত বস্তু ওজন হারায়।

প্লবতার বৈশিষ্ট্য

• প্লবতা বস্তুর ওজনের বিপরীত দিকে কাজ করে।
• প্লবতা তরলের মধ্যে বস্তুর নিমজ্জিত অংশের আয়তনের উপর নির্ভর করে। আয়তন বেশি হলে প্লবতা বেশি হবে, আয়তন কম হলে প্লবতা কম হবে।
• প্লবতা বল সর্বদা ওজনের বিপরীতে অর্থাৎ , খাড়া ঊর্ধ্বাভিমুখে ক্রিয়া করে।
• অবাধে পতনশীল বস্তু বা কৃত্রিম উপগ্রহে প্লবতা কাজ করে না ।
• প্রবাহীর মধ্যে সম্পূর্ণ নিমজ্জিত অবস্থায় বস্তুটি কতটা গভীরতায় আছে তার উপর প্লবতা নির্ভর করে না ।
• বতার মান বস্তু দ্বারা অপসারিত তরলের ওজনের সমান। তরলে নিমজ্জিত বস্তুর আয়তনের ওপর প্লবতার মান নির্ভর করে। বস্তুর নিমজ্জিত অংশের আয়তন বেশি হলে বস্তু দ্বারা অপসারিত প্রবাহীর (তরল / গ্যাস) ওজনও বেশি হয়। ফলে, প্লবতার মানও বাড়ে।
• তরলের ঘনত্ব বেশি হলে প্লবতার মানও বাড়ে, কারণ— ঘনত্ব বেশি হলে বস্তুর নিমজ্জিত অংশ দ্বারা অপসারিত প্রবাহীর ওজনও বাড়ে। ফলে, প্লবতার মানও বেড়ে যায়।
• প্লবতার মান তরলের মধ্যে নিমজ্জিত বস্তুর নিমজ্জনের গভীরতার ওপর নির্ভর করে না। স্থির তরলে বা গ্যাসে আংশিক বা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসমান কোনো বস্তুর ওজন তার ওপর ক্রিয়াশীল প্লবতা বলের সমান হয়।

প্লবতার একক কি

কোনো বস্তুকে পানিতে নিমজ্জিত করলে বস্তুটি এক ধরনের উর্ধমূখী বল অনুভব করে,এই উর্ধমূখী বলকেই প্লবতা বলে। প্লবতার সংজ্ঞাতেই বলা হয়েছে প্লবতা এক ধরনের বল।আর আমরা জানি,বলের একক নিউটন। তাই প্লবতার এককও নিউটন হবে।

প্লবতা হলো এক ধরনের বলের মান। বলের একক নিউটন। প্লবতার এককও তাই N(নিউটন)।প্লবতা বলের একক হল নিউটন (N)।

প্লবতার মাত্রা কি

প্লবতার মাত্রা মাত্রা সংকেত MLT-2 । পৃষ্ঠটান = বল / দৈর্ঘ্য = [MLT^-2] / [L] = MT^-2

প্লবতার সূত্র কে আবিষ্কার করেন

প্লবতার নীতি, যা আর্কিমিডিসের নীতি নামেও পরিচিত, প্রাচীন গ্রীক গণিতবিদ এবং সিরাকিউসের পদার্থবিদ আর্কিমিডিস আবিষ্কার করেছিলেন। তিনি 250 খ্রিস্টপূর্বাব্দের দিকে তার “অন ফ্লোটিং বডিস” গ্রন্থে নীতিটি প্রণয়ন করেছিলেন।

আর্কিমিডিসের নীতি বলে যে একটি তরলে নিমজ্জিত একটি শরীর শরীর দ্বারা স্থানচ্যুত হওয়া তরলের ওজনের সমান শক্তি দ্বারা উত্থিত হয়। এর মানে হল যে কোনও বস্তু ভাসবে যদি এটি স্থানচ্যুত করা তরলের ওজন তার নিজের ওজনের চেয়ে বেশি হয় এবং যদি তার নিজের ওজন এটি স্থানচ্যুত করা তরলের ওজনের চেয়ে বেশি হয় তবে এটি ডুবে যাবে।

এই নীতিটি নৌ-স্থাপত্য, তরল মেকানিক্স এবং পদার্থবিদ্যার মতো অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

প্লবতার সূত্র

তরল অথবা বায়বীয় পদার্থে নিমজ্জিত বস্তুকতৃক লম্বভাবে প্রযুক্ত বলকে প্লবতা বলা হয়।

অর্থাৎ যখন কোনো বস্তুকে কোনো তরল বা বায়বীয় পদার্থে নিমজ্জিত করা হয় বা ডোবানো হয়,তখন এটি সেই তরল বা বায়বীয় পদার্থের উপরে পালটা একটি বল প্রয়োগ করে। মূলত এই বলটিকেই বলা হয়ে থাকে প্লবতা। এটি একটি উর্ধ্বমূখী বল। যে বল ক্রিয়া করে লম্ব বরাবর।

প্লবতা নির্নয়ের একটির সূত্র রয়েছে। এই সূত্রের মাধ্যমে তরল-বায়বীয় মাধ্যমের উপরে কি পরিমান বল প্রয়োগ করে সেটি নির্নয় করতে পারবো।

প্লবতার সূত্র- P=V.ROW.g

• যেখানে V হলো বস্তুটির আয়তন – বস্তু যে জায়গা দখন করে থাকে তাকে বলা হয় বস্তুর আয়তন।
• ROW হলো যে মাধ্যমে বস্তুটিকে নিমজ্জিত করা হয়েছে সেই মাধ্যমের ঘণত্ব
• এবং g হলো অভিকর্ষজ ত্বরণ।  

প্যাসকেলের সূত্র, প্যাসকেলের সূত্র বিবৃত কর

কোনাে পাত্রে তরল পদার্থ রাখলে তা পাত্রের সংলগ্ন গাত্রে চাপ প্রয়ােগ করে। কিন্তু সেই পাত্রটি আবদ্ধ করে যদি তরল পদার্থের উপর যে কোনাে স্থানে অতিরিক্ত চাপ প্রয়ােগ করা হয় তা হলে সেই চাপ পাত্রটির সবদিকে সঞ্চালিত হয়। এ বিষয়ে বিখ্যাত বিজ্ঞানী প্যাসকেল একটি সূত্র প্রদান করেন। এটি প্যাসকেলের সূত্র নামে পরিচিত।

সূত্রে হলোঃ “কোনো আবদ্ধ পাত্রে তরল বা বায়বীয় পদার্থের যে কোনো অংশের উপর বাইরের কোন থেকে চাপ প্রয়োগ করলে সেই চাপ কিছু মাত্র না কমে তরল বা বায়বীয় পদার্থের মধ্যে সব দিকে সমানভাবে সঞ্চালিত হয় এবং তরল বা বায়বীয় পদার্থের সংলগ্ন পাত্রের গায়ে লম্বভাবে ক্রিয়া করে।”

উদাহরণঃ মনে করি, একটি পলিথিনের ব্যাগে পানি বা অন্য কোন তরল পদার্থ ভর্তি করে মুখ বন্ধ করে দেওয়া হলো। এরপর ব্যাগটির বিভিন্ন স্থানে ছোট ছোট ছিদ্র করে বাহির ধেতে চাপ প্রয়োগ করা হলে চাপ চারিদিকে সমানভাবে সঞ্চালিত হবে।

প্যাসকেলের সূত্র কেবল বৃদ্ধিকরণ নীতিও বলা হয়ে থাকে ।  এবং বল কি পরিমান বৃদ্ধি অথবা হ্রাস পাবে সেটি মূলত নির্ভর করে ক্ষেত্রফল এর উপরে । 

কোন পিস্টনে যদি ছোটনের তুলনায় বড় পিস্টনের আয়তন পাঁচগুণ বেশি হয়ে থাকে তবে সেই বড় পিস্টনে বল পাঁচগুণ বেশি বৃদ্ধি পায় । 

তবে বল বৃদ্ধি  পাওয়ার অর্থ এই নয় যে সেখানে  কাজের পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে । অর্থাৎ এখানে শক্তির কোন ধরনের পরিবর্তন ঘটনা । বা শক্তির ক্ষয় অথবা বৃদ্ধি হয় না । আছে এক্ষেত্রে শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি বজায় থাকে । 

প্যাসকেল মূলত এই সূত্রটা ব্যবহার করেছিলেন তার সময় কার রাজার মুকুট-এ কি পরিমান  স্বর্ণ এবং কী পরিমান খাদ ব্যবহার করা হয়েছিল সেটি নির্ণয়ের জন্য ।

গাণিতিক ব্যাখ্যা : বলবৃদ্ধিকরণ নীতি

আবদ্ধ কোন তরল পদার্থের ক্ষুদ্রতম অংশের উপর পিস্টন দ্বারা কোনো প্রকার বল প্রয়োগ করলে এর বৃহত্তম পিস্টন সেই বলের বহুগুন বেশি বল প্রযুক্ত হতে পারে। একে নীতিকে বল বৃদ্ধিকরণ নীতি বলা হয়। বড় পিস্টনের ক্ষেত্রফলের উপর বলের ক্ষমতা নির্ভর করে। অর্থাৎ বড় পিস্টনের ক্ষেত্রফল বেশি হলে বলও তত বেশি অনুভুত হবে।

আর্কিমিডিসের প্লবতার সূত্র, আর্কিমিডিসের সূত্র এবং প্লবতা

আর্কিমিডিস মূলত একজন যুগান্তরকারী ব্যক্তি । যিনি তার বৈজ্ঞানিক গবেষণার মাধ্যমে এমন কিছু বিষয় সম্পর্কে আমাদেরকে অবগত করেছেন যা অতি নগন্য হলেও এটি পুরো  সৃষ্টিজগতের বিষয় । 

আর্কিমিডিসের সূত্রটি হলঃ

কোন বস্তুকে কঠিন অথবা তরল মাধ্যমে নিমজ্জিত করা হলে বস্তু যে পরিমাণ ওজন হলে সেটি ওই বস্তু কর্তৃক অপসারিত তরল ও বায়বীয় পদার্থের ওজনের সমান । 

বস্তুকে প্রবাহীর মধ্যে আংশিক বা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত করলে ঐ বস্তুর ওপর প্রবাহী লম্বভাবে যে ঊর্ধ্বমুখী বল প্রয়োগ করে তাকে প্লবতা বলে।

প্লবতা কোন কোন বিষয়ের উপর নির্ভর করে,প্লবতার মান কি কি বিষয়ের উপর নির্ভর করে

যদি কোন বস্তুর ওজন 50 নিউটন হয়ে থাকে, এবং তরল মাধ্যমে নির্বাচিত করার পর সে বস্তুর ওজন যদি 30 নিউটন হয়, তাহলে এর অর্থ দাঁড়ায় বস্তু 20 নিউটন বল হারিয়েছে। অর্থাৎ শুধু কর্তৃক অপসারিত তরলের ওজন 20 নিউটন।

আরো সুস্পষ্টভাবে বলতে গেলে বলা যায়, বস্তুটিতে 20 নিউটন তরল পদার্থ ধরতে পারে । কিংবা বস্তুর আয়তন 20 নিউটন তরল পদার্থ আটবে।

আর্কিমিডিসের সূত্রের ব্যাখ্যা

গ্রিক গণিতবিদ এবং বিখ্যাত পদার্থ বিজ্ঞানী আর্কিমিডিস আবিষ্কার করেন যে, কোনো বস্তুকে তরল অথবা বায়বীয় পদার্থে ডুবালে বস্তুটি কিছু ওজন হারায় বলে মনে হয় । যেমন যদি একটি গাছের গুড়ি মাটিতে থাকা অবস্থায় আপনি উঠাতে না পারলেও, সেটি যখন পানিতে ডুবে থাকে তখন আপনি সেটিকে অনায়াসেই উঠাতে পারেন । অর্থাৎ আপনার কাছে এটি হালকা মনে হবে বা বস্তু ওজন হারিয়েছে বলে মনে হবে । আর্কিমিডিস এই হারানো ওজনের ব্যাখ্যা দেন । তিনি আবিষ্কার করেন পানিতে ডুবালে বস্তুর হারানো ওজন বস্তুটির দ্বারা অপসারিত তরল বা বায়বীয় পদার্থের ওজনের সমান। এটিকে আর্কিমিডিসের নীতি বা সূত্র বলা হয়।

এই সহজ ব্যাখ্যা এই যে, আপনি যদি ১০০ কেজি ওজনের এবং ৪০ লিটার আয়তনের একটি কাঠের গুটি পানিতে ডুবান তবে সেই কাঠের গুড়িটি সম্পূর্ণ পানিতে ডুবালে সেই ৪০ লিটার পানির সমান জায়গা দখল করবে বা ৪০ লিটার পানি অপসারন করবে । যেহেতু বস্তুটি ৪০ লিটার পানি অপসারন করছে, তাই বস্তুটিও পানিতে ডুবানোর ফলে ৪০ কেজি ওজন হারাবে । অর্থাৎ পানিতে ডুবানোর ফলে বস্তুটির ওজন ১০০ কেজি থেকে ৪০ কেজি কমে ৬০ কেজি হবে ।

আপনি নিশ্চয়ই এখন বুঝতে পারবেন, ১০০ কেজি ওজনের এই কাঠের গুড়িটিকেও আপনি চাইলে পানিতে ভাষাতে পারবেন । আপনি যদি ঐ ১০০ কেজি ওজনের কাঠের গুড়িটি দিয়েই একটি কাঠের বাক্স তৈরি করেন তাহলে বাক্সের ভিতরে অনেকটা ফাঁকা জায়গা বাদ দেওয়ার কারণে বাক্সটির ওজন ১০০ কেজি হলেও এর আয়তন বেড়ে যাবে । ধরে নেন ভিতরে ফাঁকা জায়গা রাখায় বাক্সটির আয়তন আপনি বানালেন ১২০ লিটার । এখন এই বাক্সটি পানিতে ডুবানোর ফলে এটি ১২০ লিটার পানি অপসারন করবে ।

কিন্তু বাক্সটির ওজনই তো ছিল ১০০ কেজি, অতিরিক্ত ২০ কেজি ওজন হারানোর তো সুযোগই নেই । তাই বাক্সটিও পুরোপুরি পানিতে ডুববেনা । এই ব্যাখ্যাটি থেকেই মূলত জাহাজ বা নৌকা তৈরি করা হয় । জাহাজ বা নৌকা যে পরিমাণ পানি অপসারন করে, এদের ওজন তার চেয়ে অনেক কম থাকে ।

আর্কিমিডিসের সূত্রের প্রয়োগ

বিজ্ঞানে এই আর্কিমিডিসের সূত্রের বহুল ব্যবহার রয়েছে ।

• এটি জাহাজ এবং সাবমেরিনের নকশায় ব্যবহৃত হয়।
• এটি দুধের বিশুদ্ধতা নির্ধারণের জন্য ল্যাকটোমিটারে ব্যবহৃত হয়।
• এটি তরল পদার্থের ঘনত্ব নির্ধারণ করতে হাইড্রোমিটারে ব্যবহৃত হয়।
• মাছকে পানিতে ভাসতে সাহায্য করে।
• কঠিন বস্তুর আয়তন নির্ণয় করা যায় ।
• কোনো বস্তুর আপেক্ষিক গুরুত্ব বা ঘনত্ব নির্ণয় করা যায় ।
• ধাতুর বিশুদ্ধতা নির্ণয়ে প্রয়োগ করা হয়।

আরো অন্যান্য অতি জনপ্রিয় প্রশ্নোত্তর সম্পর্কে জানার জন্য এখানে ক্লিক করুন 

FAQ | প্লবতা

আপনি কি চাকরি খুজঁছেন, নিয়মিত সরকারি ও বেসরকারি চাকরির সংবাদ পেতে ক্লিক করুন। বিভিন্ন সরকারি ও বেসরকারি ক্ষেত্রে মানব সম্পদ উন্নয়ন সংক্রান্ত প্রতিবেদন পাড়ার জন্য, ক্লিক করুন। হিন্দিতে শিক্ষামূলক ব্লগ পড়তে, এখানে ক্লিক করুন। এছাড়াও, স্বাস্থ, টেকনোলজি, বিসনেস নিউস, অর্থনীতি ও আরো অন্যান্য খবর জানার জন্য, ক্লিক করুন।