নিউটনের সূত্র, নিউটনের তিনটি সূত্র

আইজ্যাক নিউটন, স্যার আইজ্যাক নিউটন

আইজ্যাক নিউটন (Isaac Newton) ছিলেন প্রখ্যাত ইংরেজ পদার্থবিজ্ঞানী, গণিতবিদ, জ্যোতির্বিজ্ঞানী, প্রাকৃতিক দার্শনিক এবং আলকেমিস্ট। অনেকের মতে, নিউটন সর্বকালের সর্বশ্রেষ্ঠ এবং সবচেয়ে প্রভাবশালী বিজ্ঞানী।১৬৮৭ খ্রিস্টাব্দে তার বিশ্ব নন্দিত গ্রন্থ ফিলসফিয়া ন্যাচারালিস প্রিন্সিপিয়া ম্যাথামেটিকা প্রকাশিত হয় যাতে আইজ্যাক নিউটন (Isaac Newton) সর্বজনীন মহাকর্ষ এবং গতির তিনটি সূত্র বিধৃত করেছিলেন।

বিজ্ঞানী স্যার আইজ্যাক নিউটন এর জীবনী | Issac Newton Biography in Bengali

নিউটনের প্রথম সূত্র, নিউটনের প্রথম গতিসূত্র, নিউটনের প্রথম গতিসূত্র টি লেখ

বাইরে থেকে প্রযুক্ত বল দ্বারা অবস্থার পরিবর্তন ঘটাতে বাধ্য না করলে, স্থির বস্তু চিরকাল স্থির অবস্থায় থাকবে এবং সচল বস্তু চিরকাল সমবেগে একই সরলরেখায় চলতে থাকবে।

নিউটনের প্রথম সূত্র ব্যাখ্যা

নিউটনের প্রথম গতিসূত্র থেকে আমরা যে দুটি বিষয় সম্পর্কে ধারণা পায় তা হল (a) পদার্থের জাট এবং (b) বলের সংজ্ঞা । 

পদার্থের জাড্য (Inertia of matter) :  নিউটনের প্রথম সূত্র থেকে জানা যায় যে, স্থির বস্তুর নিজে থেকে সচল হতে পারে না । কিংবা সচল বস্তুর নিজের থেকে তার গতিশীল অবস্থার পরিবর্তন করতে পারে না । স্থির বস্তুর ধর্ম চিরকাল স্থির থাকা এবং গতিশীল বস্তুর ধর্ম সমবেগে একই সরলরেখায় চলতে থাকা । এটি জড় পদার্থের একটি মৌলের ধর্ম । এই ধর্মে জন্যই বস্তু তার স্থিতি বা গতির অবস্থা পরিবর্তনের যেকোনো চেষ্টাকে বাধা দেয় । পদার্থের এই ধর্মের নাম জাড্য বা জড়তা (intertia) । এইজন্য নিউটনের প্রথম সূত্র কে জাড্যর সূত্র বা জড়তা সূত্র বলে । 

জাড্য : যে ধর্মের জন্য কোনো জড় বস্তু তার স্থিতি বা গতির অবস্থা বজায় রাখার চেষ্টা করে, সে ধর্মকে পদার্থের জাড্য বলে । বস্তুর ভর যত বেশি হয়, তার জাড্যও তত বেশি হয় । সুতরাং বলা যায় – বস্তুর ভরই তার জাড্যের পরিমাপ ।

নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র, নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র

কোন বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুর উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যে দিকে প্রযুক্ত হয়, ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে।

নিউটনের ২য় সূত্র ব্যাখ্যা

নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র থেকে বলের পরিমাপ করা যায় । এজন্য ভরবেগ সম্পর্কে জানা দরকার ।

ভরবেগ (Momentum) : ভর ও বেগ এর সমন্বয়ে কোন গতিশীল বস্তু তে যে পরিমাণ গতি সৃষ্টি হয়, তাকে বস্তুটির ভরবেগ বলে । বস্তুর ভরবেগ বস্তুর ভর ও বেগের গুনফল সমান ।

মনে করি, কোন বস্তুর ভর M এবং বেগ V, তাহলে বস্তুটির ভরবেগ  = বস্তুর ভর x বস্তুর বেগ = mv । ভর একটি স্কেলার রাশি কিন্তু বেগ একটি ভেক্টর রাশি । তাই এদের গুনফল ভরবেগ একটি ভেক্টর রাশি । ভর বেগের মান এবং অভিমুখ 2 আছে । বেগের অভিমুখী হলো ভরবেগের অভিমুখ । 

ভরবেগের একক : এস.আই. পদ্ধতিতে ভরবেগের একক কিলোগ্রাম মিটার / সেকেন্ড এবং সি .জি .এস পদ্ধতিতে ভরবেগের একক গ্রাম সেন্টি মিটার / সেকেন্ড । 

কোন বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুর উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যে দিকে প্রযুক্ত হয়, ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে।

নিউটনের দ্বিতীয় গতি সূত্র গাণিতিক রূপ

মনে করি, P পরিমাণ বল প্রয়োগে m ভরের একটি বস্তুর বেগ t সময়ে বেড়ে u থেকে v হল।

সুতরাং, বস্তুটির প্রাথমিক ভরবেগ = mu এবং t সময় পরে বস্তুটির ভরবেগ = mv.

সুতরাং, t সময়ে বস্তুটির ভরবেগের পরিবর্তন = (mv mu) = m(v – u)

সুতরাং, বস্তুটির ভরবেগের পরিবর্তনের হার = m(v – u)/ t = mf [যেহেতু, f = (v-u)/t] নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক।

সুতরাং, P α mf বা, P = Kmf ……(i), যেখানে K একটি ধ্রুবক। এর মান বলের এককের উপর নির্ভর করে।

এখন একক ভরের ওপর ক্রিয়া করে যে বল একক ত্বরণ সৃষ্টি করে তাকে যদি বলের একক ধরা হয়, তবে m = 1 এবং f = 1 হলে P = 1 হবে। অতএব, (i) সমীকরণ থেকে পাই, 1 = K. 1. 1 বা, K = 1; এখন (i) সমীকরণে K = 1 বসিয়ে, P = 1. Mf বা, P = mf ;

অর্থাৎ, বস্তুর ওপর প্রযুক্ত বল = বস্তুর ভর × বস্তুর ত্বরণ।

যদি m ভরের কোনো বস্তুর ওপর P বল ক্রিয়া করে বস্তুটিতে f ত্বরণ সৃষ্টি করে, তবে নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র থেকে পাই, প্রযুক্ত বল = বস্তুর ভর × বস্তুর ত্বরণ।

অর্থাৎ, P = mf ; এটিই নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্রের গাণিতিক রূপ।

নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র, নিউটনের তৃতীয় সূত্র, নিউটনের ৩য় সূত্র

প্রত্যেক ক্রিয়ার সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে।

নিউটনের তৃতীয় সূত্র ব্যাখ্যা

নিউটনের তৃতীয় সূত্র বলা হয়েছে যে প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে । 

ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া : এই সূত্রে ক্রিয়া এবং প্রতিক্রিয়া বলতে দুটি ভিন্ন বস্তুর উপর প্রযুক্ত বল কে বোঝানো হয়েছে । এই সূত্র অনুযায়ী যখনই কোনো বস্তু অন্য কোন বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করে তখনই দ্বিতীয় বস্তুটিও প্রথম বস্তুটির উপর একটি সমান ও বিপরীতমুখী বলপ্রয়োগ করে ।এক্ষেত্রে প্রথম বস্তু দ্বিতীয় বস্তু উপরে যে বলপ্রয়োগ করে, যদি তাকে ক্রিয়া (Action) বলা হয়, তবে দ্বিতীয় বস্তু প্রথম বস্তুর উপর যে বলপ্রয়োগ করে সেই বলকে প্রতিক্রিয়া (reaction) বলে ।

এই দুটি বল সব সময় একই সঙ্গে ক্রিয়া করে । ক্রিয়া যতক্ষণ স্থায়ী হয়, প্রতিক্রিয়াও ঠিক ততক্ষন স্থায়ী হয় । প্রতিক্রিয়ার মান ক্রিয়ার উপরই নির্ভরশীল ক্রিয়া না থাকলে প্রতিক্রিয়া থাকে না । ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া একই সময়ে ভিন্ন বস্তুর উপর প্রযুক্ত হয় ; অর্থাৎ বল দুটির প্রয়োগ বিন্দু আলাদা । এজন্য ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া পরস্পর সমান ও বিপরীত হলেও এরা কখনও সাম্য প্রতিষ্ঠা করতে পারে না । কারণ সমান ও বিপরীতমুখী দুটি বল একই বস্তুর উপর ক্রিয়া করে সাম্য প্রতিষ্ঠা করতে পারে । 

নিউটনের তৃতীয় সূত্র উদাহরণ

নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র এর বহু দৃষ্টান্ত আমরা আমাদের চারপাশের রোজই দেখতে পাই। কয়েকটি উদাহরণ নিচে দেওয়া হল

১. নৌকা ঘাটে এসে পৌছালো। একজন লোক নৌকা থেকে লাভ দিয়ে ঘাটে নামলো। দেখা গেল, নৌকা থেকে কাটে লাফ দেওয়ার সময় লোকটি নৌকার উপর একটি বল ক্রিয়া প্রয়োগ করলো,ফলে নৌকাটি পেছনের দিকে সরে যায় আর নৌকাটি ও লোকটির উপর সমান ও বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করে। যার ফলস্বরুপ লোকটি সামনের দিকে ঘাটে এসে পৌঁছে যায়।

২. দীপাবলির রাতে আমরা হাওয়াই বাজি আকাশে ফুটাই। এখানে হাওয়াই বাজিতে আগুন দিলে হাওয়াই বাজির ভিতর বারুদের যে দহন হয়, তার ফলে উৎপন্ন গ্যাস তীব্র গতিতে হাওয়াই বাজির নিচের ছিদ্র দিয়ে বের হয়। সেই জন্য যে প্রচন্ড বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া বলের সৃষ্টি হয় সেই প্রতিক্রিয়া বল হাওয়াই বাজি থেকে তীব্রভাবে আকাশের দিকে ঠেলে নিয়ে যায়।

৩. ক্রিকেট খেলার সময় যখন বলটিকে ব্যাটসম্যানের দিকে ছুঁড়ে দেওয়া হয় তখন ব্যাটসম্যান বলটিকে ব্যাট দিয়ে আঘাত করে। এর ফলে বলের উপর ব্যাটের ক্রিয়ায় বলটি সামনের দিকে এগিয়ে যায়। সেই সঙ্গে বলটি ব্যাটের উপর সমান ও বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করে। ফলে ব্যাট পিছন দিকে সরে যায়।

৪. বন্দুক থেকে গুলি ছোড়ার সময়, যে বন্দুক চালায় সে পেছনদিকে একটি ধাক্কা খায়। বন্দুক থেকে গুলিটি সজোরে নির্গত হওয়ার সময় গুলিটি বন্দুকের উপর প্রতিক্রিয়া বল প্রয়োগ করে। ফলস্বরূপ বন্দুকটি পিছনে সরে যায়।

নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র

1687 খ্রিস্টাব্দে বিখ্যাত বিজ্ঞানী স্যার আইজ্যাক নিউটন আপেল পতন এবং গ্রহ উপগ্রহের গতি পর্যবেক্ষণ করে মহকর্ষের যে সূত্র আবিষ্কার করেন তাকে নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র (Newton’s Law of Gravitation)বলে। 

সূত্র: মহাবিশ্বের যেকোনো দুটি বস্তুকণা পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এই আকর্ষণ বল বস্তু দুটির ভরের গুণফলের সমানুপাতিক এবং এদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক।

প্রত্যেক বস্তুকে পৃথিবী তার কেন্দ্রের দিকে টানে বা আকর্ষণ করে। এই আকর্ষণ বলই হলো বস্তুর ওজন। অর্থাৎ ওজন হলো কোনো বস্তুর উপর প্রযুক্ত অভিকর্ষ বল। এই ওজন সর্বদা বস্তুর ভারকেন্দ্র নিয়ে খাড়া নিচের দিকে ক্রিয়া করে। 

m ভরের বস্তুর ওজন W হলে আমরা লেখতে পারি,

W=mg 

অর্থাৎ ওজন = ভর × অভিকর্ষজ ত্বরণ

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান পরিবর্তিত হলে বস্তুর ওজনও সমহারে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ বস্তুর ওজন পরিবর্তনশীল, বস্তুর ওজন স্থান নিরপেক্ষ নয়। বস্তুর ওজন তার একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য নয়। বস্তুর ওজন থাকতে পারে, নাও থাকতে পারে।

এক নিউটন সমান কত ডাইন

1 নিউটন = ১০০০০ ডাইন।

ডাইন এবং নিউটন শক্তি বা বলের একক প্রকাশ করে।

International System of Units (SI Units) পদ্ধতিতে force বা শক্তি বা বলের একক হল নিউটন।

নিউটন হচ্ছে, ১ কিলোগ্রাম ভরের কোন বস্তুকে ১ মিটার/বর্গ- সেকেন্ড ত্বরণ দিতে এর উপর যে পরিমাণ বল প্রয়োগ করতে হয়, তাকে এক নিউটন বল (N) বলা হয়।

গাণিতিক ভাষায়, 1N = 1kg×1m/s^2

অন্যদিকে,

Centimeter-Gram-Second (CGS) পদ্ধতিতে force বা শক্তি বা বলের একক হল ডাইন।

ডাইন হচ্ছে, যে বল এক গ্রাম ভরের কোন বস্তুর উপর ক্রিয়া করে ১ সে.মি./বর্গ- সেকেন্ড ত্বরণ সৃষ্টি করে, তাকে ১ ডাইন (dyn) বলে।

গাণিতিক ভাষায়, 1dyn = 1g×cm/s^2

এখন আসি নিউটন ও ডাইন এর মধ্যে কিভাবে সম্পর্ক স্থাপন করা যায়।

এক নিউটন হচ্ছে,

1N = 1kg×1m/s^2 (s^2 প্রকাশ করে second square)

⇒ 1000 g ×100cm/s^2

⇒1000×100×g×cm/s^2

⇒10^5 x 1g×cm/s^2 (যেহেতু 1dyn = 1g×cm/s^2)

অতএব,

1 newton = 10^5 dyne

(10^5 প্রকাশ করে 10 to the power 5)

আবার এভাবেও বলা যায়,

1 dyne = 10^ -5 newton

আরো অন্যান্য অতি জনপ্রিয় প্রশ্নোত্তর সম্পর্কে জানার জন্য এখানে ক্লিক করুন 

FAQ | নিউটনের সূত্র, নিউটনের তিনটি সূত্র

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।