কেন্দ্রবিমুখী বল আজকের আলোচনার বিষয়। কেন্দ্রমুখী ও কেন্দ্রবিমুখী বল [ Centripetal & Centrifugal force ] ক্লাসটি পলিটেকনিক [Polytechnic] এর ফিজিক্স-১ (৬৫৯১২), Physics 1 এর, অধ্যায় ৩ এর টপিক। কেন্দ্রমুখী ও কেন্দ্রবিমুখী বল [ Centripetal & Centrifugal force ] ক্লাসটি উচ্চ মাধ্যমিক এর ১ম বর্ষের ফিজিক্স পাঠ [ HSC 1st Year Physics] এর অংশও বটে। বৃত্তাকার গতির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ টার্ম খুব সহজে প্রতিপাদন করা হয়েছে এবং ব্যাখ্যা করা হয়েছে। এই ভিডিওটি পরিষ্কারভাবে বুঝতে কৌণিক ত্বরণের ভিডিওটি দেখে আসার দরকার হবে।
কেন্দ্রবিমুখী বল
বৃত্তপথে আবর্তনরত বস্তুর গতির অভিমুখ প্রতি মুহূর্তে পালটে যায়; সুতরাং ঐ বস্তুর উপর নিশ্চই বাইরে থেকে সবসময় একটি বল ক্রিয়া করে। কেন্দ্রমুখী (Centripetal Force) ও কেন্দ্রবিমুখী বল (centrifugal force) এর প্রভাবে এটি হয়ে থাকে।
ভরের কোনো বস্তু যখন ব্যাসার্ধের বৃত্তপথে দ্রুতি নিয়ে ঘুরতে থাকে তখন ঐ বস্তুর উপর সবসময় কেন্দ্রাভিমুখী ত্বরণ ক্রিয়া করে। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী একটি বল ক্রিয়া করায় এই ত্বরণ সৃষ্টি হচ্ছে।
স্পষ্টত এই বলও কেন্দ্রাভিমুখী হবে অর্থাৎ ব্যাসার্ধ বরাবর বৃত্তের কেন্দ্রের দিকে ক্রিয়া করবে এবং এর মান বস্তুর ভর ও অভিকেন্দ্র ত্বরণের গুণফলের সমান অর্থাৎ এর সমান হবে। কোনো কারণে এই বলের ক্রিয়া বন্ধ হলে বস্তুটিকে বৃত্তপথে ঘোরাবার জন্য কোনো বল থাকবে না। তখন বস্তুটি বৃত্তের স্পর্শক বরাবর ছুটে যাবে এবং সমবেগে সরলরেখায় চলতে থাকবে।
যে বলের ক্রিয়ায় কোনো বস্তু সমদ্রুতিতে বৃত্তপথে চলতে থাকে এবং যে বল সবসময় বস্তুর গতিপথের সঙ্গে লম্বভাবে ভেতরের দিকে অর্থাৎ বৃত্তের কেন্দ্রাভিমুখে ক্রিয়া করে সেটিই হচ্ছে কেন্দ্রমুখী বা অভিকেন্দ্র বল (Centripetal force)।
ভরের বস্তু ব্যাসার্ধের বৃত্তপথে সমদ্রুতি নিয়ে চলতে থাকলে অভিকেন্দ্র বলের মান হয়। কৌণিক বেগে প্রকাশ করলে অভিকেন্দ্র বলের মান হয় ।
নিউটোনীয় যান্ত্রিকগুলিতে কেন্দ্রীভূত শক্তি হল এক জড় শক্তি, যাকে “কল্পিত” বা “সিউডো” বলও বলা হয় যা রেফারেন্সের আবর্তিত ফ্রেমে দেখা গেলে সমস্ত বস্তুর উপর কাজ করে বলে মনে হয়। এটি একটি অক্ষ থেকে দূরে পরিচালিত হয় যা ঘূর্ণনের অক্ষের সমান্তরাল এবং স্থানাঙ্ক সিস্টেমের উত্সের মধ্য দিয়ে যায়। একজন বস্তুর উপর কেন্দ্রাতিগ বল এফ মাত্রার ভর রেফারেন্স একটি ফ্রেম উৎপত্তি থেকে দূরত্ব R মি সঙ্গে আবর্তিত কৌণিক বেগ ω।
কেন্দ্রবিমুখী ব্যাখ্যা
কোনো বস্তু বা কণা যখন বৃত্তাকার পথে আবর্তন করে তখন যে বল কেন্দ্র হতে বৃত্তের ব্যাসার্ধ বরাবর বাইরের দিকে ক্রিয়াশীল হয়ে বস্তুকে বৃত্তের বাইরে ছিটকে ফেলতে চায় তাকে কেন্দ্র বিমূখী বল বলে। প্রকৃতপক্ষে এটি একটি ভুতুড়ে বা ছদ্ম বল। এর মান কেন্দ্রমুখী বলের সমান কিন্তু দিক বিপরীত। মনে রাখতে হবে যে, কেন্দ্রবিমুখী বল, কেন্দ্রমুখী বলের প্রতিক্রিয়া নয় কেননা ক্রিয়া ব্যতীত প্রতিক্রিয়া সম্ভব নয়।
গাণিতিক বিশ্লেষণ
- F = কেন্দ্রবিমুখী বল
- r = বৃত্তাকার পথের ব্যাসার্ধ
- ω = কৌণিক বেগ
- m = বস্তুর ভর
কেন্দ্রবিমুখী বল বিস্তারিত দেখুন ঃ