খেলাধুলা করতে তোমাদের কেমন লাগে? বছরের শুরুতে তোমাদের স্কুলে নিশ্চয়ই অনেক অনুষ্ঠান লেগেই থাকে। তার ফাঁকে যদি একটা খেলাধুলার ইভেন্টের আয়োজন করা যায় তাহলে নিশ্চয়ই মন্দ হয়না! আর এই খেলার ফাঁকে ফাঁকে যদি বিজ্ঞানের অনেকগুলো বিষয় শেখা হয়ে গেলে তো এক ঢিলে দুই পাখি। নবম শ্রেনীর বিজ্ঞান অনুশীলন বইয়ের শিখন অভিজ্ঞতা– খেলার মাঠে বিজ্ঞান’- এর মধ্য দিয়ে আমরা নিউটনের সূত্র,বিভিন্ন ধরনের বল,মহাকর্ষ সূত্র,চাপ এবং শক্তি সম্পর্কে জানবো।
১ম ও ২য় সেশন:
*গাড়ি হঠাৎ ব্রেক করলে/ থেমে গেলে আমরা ঝুঁকে যাই কেন?
উত্তর: জড়তার কারণে এরূম অবস্থা সৃষ্টি হয়। গাড়ি ব্রেক করলে শরীরের নিচের অংশ গাড়ির সাথে থেমে যায় কিন্তু শরীরের উপরের অংশ তখনো গতিশীল রয়ে যায়,তাই সে অংশ সামনে ঝুঁকে পড়ে।
*আমরা দৌড়ের সময় হঠাৎ করে থেমে যেতে পারিনা কেন?
উত্তর: দৌড়ের সময় হঠাৎ করে থেমে যেতে না পারার কারণ হলো জড়তা। জড়তা হলো একটি বস্তুর অবস্থান পরিবর্তন করতে না চাওয়ার প্রবণতা। কোনো বস্তু স্থির অবস্থায় থাকলে তাকে গতিশীল করতে এবং গতিশীল বস্তুকে স্থির করতে বল প্রয়োগ করতে হয়।
দৌড়ানোর সময় আমাদের শরীরের বিভিন্ন অংশ, যেমন পা, হাত, মাথা ইত্যাদি গতিশীল থাকে। যখন আমরা হঠাৎ করে থেমে যেতে চাই তখন আমাদের পেশীগুলোকে এই গতিশীল অংশগুলোকে দ্রুত স্থির করতে হয়। এই কাজের জন্য পেশীগুলোকে অনেক বল প্রয়োগ করতে হয়।জড়তার কারণে আমাদের শরীরের গতিশীল অংশগুলো হঠাৎ করে থেমে যেতে চায় না। ফলে, আমরা হঠাৎ করে থেমে যেতে পারিনা।
*একটা গ্লাসের উপর কার্ডবোর্ড রেখে তার উপর মুদ্রা রেখে টান দিলে মুদ্রাটি গ্লাসের ভেতরে পড়েছে কেন?
উত্তর: জড়তার ফলে মুদ্রাটি গ্লাসের ভিতরে পড়ে যায়।আমরা জানি বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু আজীবন স্থির থাকতে চায়,একে স্থিতি জড়তা বলে।শক্ত কাগজ বা কার্ডবোর্ড টিকে ঝট করে টান দিলে কাগজটি সরে গেলেও মুদ্রাটি আগের অবস্থানে থাকার চেষ্টা করে।তাই কাগজের সাথে মুদ্রাটি গতিশীল হতে পারেনা এবং নিচে পড়ে যায়।
*জড়তা কী এবং কত প্রকার?
উত্তর: স্থির বস্তুর স্থির থাকার এবং গতিশীল বস্তুর গতিশীল থাকার যে প্রবণতা,সেটিই হচ্ছে জড়তা।জড়তা ২ ধরনের যথা- স্থিতি জড়তা এবং গতি জড়তা।
স্থির থাকা একটি বস্তু আজীবন স্থির থাকতে চায়,এই ঘটনাকে স্থিতি জড়তা বলে।
গতিশীল একটি বস্তু আগের মতো গতি বজায় রাখতে চায়, এই ঘটনাকে গতি জড়তা বলে।
*দৈনন্দিন জীবনে জড়তার উদাহরণ দাও।
- স্থির গাড়ি হঠাৎ চলতে শুরু করলে আমাদের শরীরের উপরের অংশ পিছনের দিকে ঝুঁকে পড়ে।
- সাইকেল চালানো অবস্থায় ব্রেক করে থামতে চাইলে সাইকেলটি কিছুদূর গিয়ে থামে।
- ঘুম থেকে জেগে উঠার সময় আমাদের কিছুটা সময় লাগে।
*নিউটনের সূত্রগুলো কী কী?
নিউটনের ১ম সূত্র- বাহ্যিক কোনো বল প্রয়োগ করা না হলে,স্থির বস্তু স্থিরই থাকবে এবং সরল রেখায় সমবেগে চলমান বস্তু সরল রেখায় সমবেগে চলতে থাকবে।
*কম্বলকে লাঠি দিয়ে পিটিয়ে ধুলা বের করা যায় কেন? এর সাথে জড়তার সম্পর্ক কী?
উত্তর –কম্বলকে লাঠি দিয়ে পিটিয়ে ধুলা বের করার সাথে জড়তার সম্পর্ক রয়েছে।জড়তা বলতে বোঝায় কোন বস্তুর অবস্থায় পরিবর্তন না করতে চাওয়ার প্রবণতা। কম্বলের ক্ষেত্রে, ধুলার কণাগুলো কম্বলের তন্তুগুলোর সাথে আটকে থাকে। যখন আমরা কম্বলকে লাঠি দিয়ে পিটিয়ে থাকি তখন আমরা বল প্রয়োগ করি। ফলে কম্বলের তন্তুগুলোকে দ্রুত স্পন্দিত/কম্পিত হয়। লাঠি দিয়ে পেটালে কম্বলটি নিজের অবস্থান থেকে সরে যায় কিন্তু ধুলাতে স্থির জড়তা কাজ করে ফলে ধুলাগুলো নিচে পড়ে যায়।
*স্পিন বোলিং এবং পেস বোলিং এর পার্থক্য কী?
উত্তর-স্পিন বোলাররা এবং পেস বোলারদের মধ্যে মূল পার্থক্য হল তাদের বল করার পদ্ধতি। স্পিন বোলাররা বলকে ঘোরানোর জন্য তাদের কনুই এবং আঙ্গুলের অবস্থান ব্যবহার করেন। পেস বোলাররা বলকে দ্রুত গতিতে নিক্ষেপ করার জন্য তাদের শরীরের ওজন এবং গতি ব্যবহার করেন।
*স্পিন বোলাররা মোটামুটি এক জায়গায় দাঁড়িয়ে বল করেন কিন্তু পেস বোলাররা দূর থেকে ছুটে এসে বল করেন কেন?
উত্তরঃ স্পিন বোলাররা মোটামুটি এক জায়গায় দাঁড়িয়ে বল করেন এবং পেস বোলাররা দূর থেকে ছুটে এসে বল করেন কারণ তাদের বল করার পদ্ধতি এবং লক্ষ্য ভিন্ন।
স্পিন বোলারদের জন্য, বলকে ঘোরানোর জন্য তাদের বলকে যতটা সম্ভব সঠিকভাবে ধরা এবং নিক্ষেপ করা গুরুত্বপূর্ণ। এটি করার জন্য, তাদের বল করার সময় তাদের শরীরের ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য এক জায়গায় দাঁড়ানো প্রয়োজন। যদি তারা দৌড়াতে শুরু করে, তাহলে তারা তাদের শরীরের ভারসাম্য হারাতে পারে এবং বলকে সঠিকভাবে ধরতে বা নিক্ষেপ করতে পারে না।
পেস বোলারদের জন্য, বলকে দ্রুত গতিতে নিক্ষেপ করার জন্য তাদের শরীরের ওজন এবং গতি ব্যবহার করা গুরুত্বপূর্ণ। এটি করার জন্য, তাদের বল করার সময় তাদের শরীরের ওজনকে পিছনের দিকে স্থানান্তর করতে এবং তারপর সামনের দিকে ধাক্কা দেওয়ার জন্য দৌড়াতে প্রয়োজন। এটি তাদের বলকে আরও শক্তি দেয় এবং এটিকে দ্রুত গতিতে নিক্ষেপ করতে দেয়।
৩য় ও ৪র্থ সেশন:
*ভার নিক্ষেপ খেলায় ভর যদি বিভিন্ন হয় তাহলে কী দূরত্ব কম বেশি হবে? হলে কেন?
*বিভিন্ন ভরের বস্তু একই রকম জোরে ছুড়লে সেগুলো কী একই দূরত্বে গিয়ে পড়বে? কেন নয়?
*ভর ও বেগের গুনফল দিয়েই সব সময় কী হিসাব করা সম্ভব হয়? ( পৃষ্ঠা- ৫)
*ভরবেগ নামক আলাদা রাশির কি প্রয়োজন?
*৫০কেজি ভরের ব্যাক্তি ২৫০কেজি ভরের মোটরসাইকেল ২০মি/সে বেগে চালাচ্ছে।ভরবেগ নির্ণয় কর।
*ভরবেগের ধারণা:
- p হলো ভরবেগ (kg m/s)
- m হলো বস্তুর ভর (kg)
- v হলো বস্তুর বেগ (m/s)
*ভরবেগের পরিবর্তনের হার সম্পর্কিত নিউটনের ২য় সূত্র:
*ভরবেগের পরিবর্তনের হার কীভাবে হিসাব করবে?
*তড়িৎ চৌম্বকীয় বল মহাকর্ষ বল থেকে ১০^৩৬ গুন বেশি শক্তিশালী হওয়ার পরেও মহাজাগতিক দূরত্বে মহাকর্ষ বলকে সবচেয়ে বেশি কার্যকর হতে দেখি কেন?
৫ম ও ৬ষ্ঠ সেশন:
নিউটনের ৩য় সূত্র কী?
যখন একটি বস্তু অন্য বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করে তখন সেই বস্তুটিও প্রথম বস্তুর উপর বিপরীত দিকে সমান বল প্রয়োগ করে।
*একটি কাঠের পাটাতন সর্বোচ্চ 500N প্রতিক্রিয়া বল দিতে পারে।একটি সাইকেলের ভর 15kg এবং স্কুটারের ভর 110kg হলে,কোনটিকে এই পাটাতনে রেখে মেরামত করা যাবে?
উত্তরঃ দেওয়া আছে,
সাইকেলের ভর 15kg,স্কুটারের ভর 110kg,কাঠের পাটাতনের প্রতিক্রিয়া বল 500 N
আমরা জানি ,
- সাইকেলের ওজন 15×9.8 =147 N
- স্কুটার এর ওজন 110×9.8 = 1078 N
এখানে সাইকেল এবং স্কুটারের ওজনই ক্রিয়া হিসেবে কাজ করে।
দেখা যায়, কাঠের পাটাতনের প্রতিক্রিয়া বল সাইকেলের ওজনের চেয়ে বেশি।
147< 500 N ।
আবার কাঠের পাটাতনের প্রতিক্রিয়া বল স্কুটারের ওজনের চেয়ে কম।
1078 > 500 N
সুতরাং বলা যায়, সাইকেল পাটাতনে লেকে মেরামত করা যাবে।কিন্তু স্কুটার মেরামত করা যাবে না।
*নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র কী?
*একটি দড়ি 200N বলে টানলে ছিঁড়ে যাবে।দড়িটি দিয়ে তুমি কী যেকোনো ভরের বাক্স ঝোলাতে পারবে?
চাঁদে ভারনিক্ষেপের খেলা পৃথিবীতে না হয়ে চাঁদে হলে বলটি বেশি দূরে যাবে নাকি কম দূরে যাবে?
মঙ্গল গ্রহের ভর 6.4*1023 kgএবং ব্যাসার্ধ 3390km হলে ঐ গ্রহের অভিকর্ষজ ত্বরণ কত?মঙ্গল গ্রহে তোমার ওজন কত হবে?
- g = অভিকর্ষজ ত্বরণ (m/s2)
- G = মহাকর্ষীয় ধ্রুবক (6.67430 × 10-11 m3 Kg-1 s-2)
- M = গ্রহের ভর (kg)
- R = গ্রহের ব্যাসার্ধ (m)
সমাধান:
ব্যাগের হাতল বা স্কুলব্যাগের স্ট্র্যাপ যদি চিকন হয় তবে বহন করতে কষ্ট বেশি নাকি কম হবে?
ছুরি ভোতা হলে আমাদের কাটতে কষ্ট হয় কেন?
৭ম, ৮ম ও ৯ম সেশন:
ব্যাগের হাতল বা স্কুলব্যাগের স্ট্র্যাপ যদি চিকন হয় তবে বহন করতে কষ্ট বেশি নাকি কম হবে?
উত্তরঃ ব্যাগের হাতল বা স্কুলব্যাগের স্ট্র্যাপ যদি চিকন হয় তবে বহন করতে কষ্ট বেশি হবে।
কারণ: চিকন হাতলের কারণে ব্যাগের ওজন একটি ছোটো এলাকায় প্রয়োগ করা হয়। ফলে, ব্যাগের ওজন প্রতি একক এলাকায় চাপ বৃদ্ধি পায়। এই বর্ধিত চাপের কারণে হাতে ব্যথা এবং অস্বস্তি দেখা দিতে পারে।
ছুরি ভোতা হলে আমাদের কাটতে কষ্ট হয় কেন?
উত্তরঃ ছুরি ভোতা হলে কাটতে কষ্ট হয় কারণ ভোঁতা ধারের কারণে ছুরি খাবার বা অন্য কোনও বস্তুকে সঠিকভাবে ভেদ করতে পারে না।ভোঁতা ছুরিতে ধার না থাকায়, খাবার বা বস্তুর উপরে প্রয়োজনীয় চাপ প্রয়োগ করা যায় না।ভোঁতা ধারের কারণে খাবার বা বস্তুর সাথে ছুরির ঘর্ষণ বেড়ে যায়, যা কাটার কাজকে আরও কঠিন করে তোলে।
*110kg স্কুটারের প্রতিটি চাকার মাটি স্পর্শ করে থাকা অংশের ক্ষেত্রফল 10cm2 হলে তা প্রতি চাকায় স্কুটারটি কত চাপ দিচ্ছে?স্কুটারটিকে এক চাকায় ভর দিয়ে রাখলে চাপ কী একই থাকবে?
উত্তরঃ আমরা জানি, চাপ(p)= বল(F) / ক্ষেত্রফল(A)
বল = স্কুটারের ওজন
=>110 kg * 9.8 m/s2 = 1079 N
এবং ক্ষেত্রফল = প্রতিটি চাকার মাটি স্পর্শ করে থাকা অংশের ক্ষেত্রফল=10cm2= 0.001 m2
সুতরাং, প্রতি চাকায় চাপ হবে- চাপ = 1079 N / 0.001 m2 = 1079000 Pa
★এক চাকায় ভর দিয়ে রাখলে চাপের পরিবর্তন:
স্কুটারটিকে এক চাকায় ভর দিয়ে রাখলে, চাপ দ্বিগুণ হয়ে যাবে। কারণ, স্কুটারের মোট ভর তখন একই চাকার ক্ষুদ্রতম ক্ষেত্রফলের উপর প্রয়োগ করা হবে।
*বাতাসের গড় ঘনত্ব 1.3kg/m3এবং স্বাভাবিক পরিবেশে বাতাসের চাপ 101325N/m2 হয়ে থাকে।এ তথ্য থেকে বায়ুমন্ডলের উচ্চতা কত নির্ণয় করতে পারবে?
বায়ুমন্ডলের উচ্চতা নির্ণয়ের জন্য, আমরা নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করতে পারি:
P = hρg
যেখানে,
- P = বায়ুমণ্ডলীয় চাপ (N/m2)
- ρ = বাতাসের ঘনত্ব (kg/m3)
- g = অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.81 m/s2)
- h = বায়ুমন্ডলের উচ্চতা (m)
সমাধান: প্রথমে, আমরা h এর জন্য সমীকরণটি পুনর্বিন্যাস করব: h = P / (ρg)
এখন, আমরা প্রদত্ত মানগুলি সূত্রে প্রতিস্থাপন করতে পারি:
h = 101325 N/m2 / (1.3 kg/m3 × 9.81 m/s2)
h = 7,945.18937 m
সুতরাং বায়ুমন্ডলের উচ্চতা 7945.18937m
*সাঁতারের সময় আমাদের ওজন বেশি মনে হয় নাকি কম?কেন?
উত্তরঃ সাঁতারের সময় আমাদের ওজন কম মনে হয়। এর কারণ হল পানিতে থাকাকালীন আমাদের দেহের উপর পানির উপরের চাপ কাজ করে।
★আর্কিমিডিসের নীতি অনুসারে, কোন বস্তু যখন তরলে ডোবানো হয়, তখন তরলের দ্বারা বস্তুর উপরে প্রযুক্ত উর্ধ্বমুখী বল বস্তুর নিমজ্জিত অংশের দ্বারা স্থানচ্যুত তরলের ওজনের সমান।
সাঁতার কাটার সময়, আমাদের দেহের একটা অংশ পানিতে ডোবানো থাকে। এই ডোবানো অংশ দ্বারা কিছু পানি স্থানচ্যুত হয়।স্থানচ্যুত পানির ওজন আমাদের দেহের ওজনের কিছু অংশকে ভারসাম্য করে।এর ফলে, আমাদের দেহের উপর কম বল প্রয়োগ হয় এবং আমাদের ওজন কম মনে হয়।
*মানবদেহে গড়ঘনত্ব 985kg/m3, বিশুদ্ধ পানির 1000kg/m3,এবং ডেড সী এর পানির ঘনত্ব 1240kg/m3.বিশুদ্ধ পানির সুইমিং পুলে নামলে তোমার শরীরের কয় শতাংশ ডুবে থাকবে? তুমি ডেড সীতে সাঁতার কাটলে তোমার শরীরের কয় শতাংশ ভেসে থাকবে?
উত্তরঃ আমরা জানি,
ডুবে থাকা অংশের শতাংশ = (দেহের ঘনত্ব / পানির ঘনত্ব) × 100%
বিশুদ্ধ পানির সুইমিং পুলে নামলে ডুবে থাকবে= 985kg m3/1000kg/m3 * 100%
=98.5%
ডেড সীতে ডুবে থাকবে= 985/ 1240 * 100% =79.43%
সুতরাং ভেসে থাকার অংশ= (100-79.43)% =20.56%
১০ম ও ১১শ সেশন:
*গুলতি বা catapult এর চামচের হাতল যদি একটু লম্বা হতো বা চামচাটা আরেকটু উঁচুতে আটকানো হতো,তাহলে কী তোমাদের ছুড়ে দেওয়া কাগজের বল আরও দূরে গিয়ে পড়তো?কেনো?
উত্তরঃ হ্যাঁ, গুলতি বা catapult এর চামচের হাতল যদি একটু লম্বা হতো বা চামচটা আরেকটু উঁচুতে আটকানো হতো, তাহলে ছুড়ে দেওয়া কাগজের বল আরও দূরে গিয়ে পড়তো। এর কারণ হল: