চিত্রে 4 kmh-1 বেগে প্রবাহিত স্রোতের নদীতে সোহেল 8 kmh-1 বেগে AB বরাবর নৌকা চালানো শুরু করে। 10 মিনিটে নদীর প্রস্থ AD বরাবর D বিন্দুতে পৌঁছে। কিন্তু রোহান AD বরাবর 10 kmh-1 বেগে নৌকা চালানো শুরু করে AC বরাবর C বিন্দুতে পৌছে।
ভেক্টর যোগের সামন্তরিক সূত্র বিনিময় সূত্র (Commutative Law) মেনে চলে। বিনিময় সূত্র অনুযায়ী, দুটি ভেক্টরকে যে ক্রমেই যোগ করা হোক না কেন, তাদের লব্ধি ভেক্টরের মান ও দিক একই থাকে।
যখন দুটি ভেক্টরকে একটি সামন্তরিকের দুটি সন্নিহিত বাহু দ্বারা মান ও দিকে উপস্থাপন করা হয়, তখন তাদের লব্ধি ঐ বাহুদ্বয়ের ছেদবিন্দু থেকে অঙ্কিত কর্ণ দ্বারা সূচিত হয়। যদি আমরা \(\vec{A}\) ও \(\vec{B}\) দুটি ভেক্টর নেই, তবে সামন্তরিকের দুটি সন্নিহিত বাহু \(\vec{A}\) ও \(\vec{B}\) দ্বারা গঠিত হয়। এই ক্ষেত্রে, \(\vec{A} + \vec{B}\) এবং \(\vec{B} + \vec{A}\) উভয় ক্ষেত্রেই একই সামন্তরিক গঠিত হয় এবং একই কর্ণ দ্বারা লব্ধি নির্দেশিত হয়। তাই, ভেক্টর যোগের সামন্তরিক সূত্র বিনিময় সূত্র মেনে চলে।
উদ্দীপক অনুসারে, স্রোতের বেগ \(u = 4 \text{ kmh}^{-1}\) এবং সোহেলের নৌকার বেগ (স্রোতের সাপেক্ষে) \(v = 8 \text{ kmh}^{-1}\)। সোহেল AB বরাবর নৌকা চালানো শুরু করলেও, স্রোতের কারণে তার লব্ধি বেগ নদীর প্রস্থ AD বরাবর D বিন্দুতে পৌঁছায়। এর অর্থ হলো, সোহেলের ক্ষেত্রে নৌকার প্রকৃত গতিপথ স্রোতের দিকের সাথে লম্ব বরাবর ছিল।
যখন একটি নৌকা স্রোতের প্রতিকূলে নির্দিষ্ট কোণে যাত্রা করে এবং তার লব্ধি বেগ নদীর প্রস্থ বরাবর হয় (অর্থাৎ স্রোতের দিকের সাথে লম্ব হয়), তখন নৌকার বেগ (স্রোতের সাপেক্ষে), স্রোতের বেগ এবং লব্ধি বেগ একটি সমকোণী ত্রিভুজ গঠন করে। এই ত্রিভুজে নৌকার বেগ (স্রোতের সাপেক্ষে) অতিভুজ হিসাবে কাজ করে এবং স্রোতের বেগ ও লব্ধি বেগ লম্ব ও ভূমি হিসাবে থাকে। এক্ষেত্রে লব্ধি বেগ নির্ণয়ের জন্য পিথাগোরাসের উপপাদ্য ব্যবহার করা হয়।
উদ্দীপকে প্রদত্ত তথ্যের ভিত্তিতে নদীর প্রস্থ AD এবং রোহানের স্রোতের কারণে অতিক্রান্ত দূরত্ব DC এর মধ্যে সম্পর্ক নির্ণয় করে যাচাই করতে হবে যে তারা সমান হবে কি না। এর জন্য গাণিতিক বিশ্লেষণ প্রয়োজন হবে।
প্রথমে সোহেলের ক্ষেত্রে নদীর প্রস্থ AD নির্ণয় করা যাক। সোহেল 8 kmh-1 বেগে নৌকা চালিয়ে স্রোতের 4 kmh-1 বেগ অতিক্রম করে 10 মিনিটে AD বরাবর D বিন্দুতে পৌঁছায়। যেহেতু সোহেল সরাসরি D বিন্দুতে পৌঁছায়, তার লব্ধি বেগ নদীর প্রস্থের (AD) দিকে কাজ করেছে। ধরা যাক, সোহেল স্রোতের দিকের সাথে \(\theta\) কোণে নৌকা চালিয়েছিল। তাহলে তার কার্যকরী বেগ নদীর প্রস্থ বরাবর হবে \(v_{AD} = \sqrt{v_{নৌকা}^2 - v_{স্রোত}^2}\)।
এবার রোহানের ক্ষেত্রে স্রোতের কারণে অতিক্রান্ত দূরত্ব DC নির্ণয় করা যাক। রোহান 10 kmh-1 বেগে নদীর প্রস্থ AD বরাবর নৌকা চালানো শুরু করে। এক্ষেত্রে রোহানের বেগ নদীর প্রস্থ বরাবর \(v_{R,perp} = 10 \text{ kmh}^{-1}\)। নদী পার হতে তার সময় লাগবে \(t_R = \frac{AD}{v_{R,perp}}\)।
\(t_R = \frac{\frac{2\sqrt{3}}{3} \text{ km}}{10 \text{ kmh}^{-1}} = \frac{2\sqrt{3}}{30} = \frac{\sqrt{3}}{15} \text{ ঘণ্টা}\)।
এই সময়ে স্রোতের কারণে রোহান যতটুকু দূরত্ব অতিক্রম করবে, তাই হবে DC।
স্রোতের বেগ \(v_{স্রোত} = 4 \text{ kmh}^{-1}\)।
স্রোতের কারণে অতিক্রান্ত দূরত্ব, \(DC = v_{স্রোত} \times t_R = 4 \text{ kmh}^{-1} \times \frac{\sqrt{3}}{15} \text{ h} = \frac{4\sqrt{3}}{15} \text{ km}\)।
এখন নদীর প্রস্থ AD এবং রোহানের দৈর্ঘ্য বরাবর অতিক্রান্ত দূরত্ব DC এর তুলনা করা যাক:
\(AD = \frac{2\sqrt{3}}{3} \text{ km}\)
\(DC = \frac{4\sqrt{3}}{15} \text{ km}\)
AD কে DC এর সাথে তুলনা করার জন্য AD কে একই ভগ্নাংশ আকারে প্রকাশ করা যেতে পারে:
\(AD = \frac{2\sqrt{3}}{3} = \frac{2\sqrt{3} \times 5}{3 \times 5} = \frac{10\sqrt{3}}{15} \text{ km}\)
স্পষ্টতই, \(\frac{10\sqrt{3}}{15} \ne \frac{4\sqrt{3}}{15}\)। অতএব, নদীর প্রস্থ AD এবং রোহানের দৈর্ঘ্য বরাবর অতিক্রান্ত দূরত্ব DC সমান হবে না। গাণিতিকভাবে দেখা যাচ্ছে যে, \(AD = 2.5 \times DC\), অর্থাৎ নদীর প্রস্থ রোহানের স্রোতের কারণে অতিক্রান্ত দূরত্বের আড়াই গুণ।
বিজ্ঞানের বিভিন্ন বিষয় সুনির্দিষ্টভাবে জানতে হলে কোন বা কোন ধরনের পরিমাপের প্রয়োজন হয়। পদার্থের যে সব ভৌত বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করা যায় তাদেরকে রাশি (quantity) বলে। যেমন, দৈর্ঘ্য, ভর, সময়, আয়তন, বেগ, কাজ ইত্যাদি প্রত্যেকে এক একটি রাশি। পদার্থবিজ্ঞানের অন্তর্গত যে কোন রাশিকে ভৌত (physical) রাশি বলে।
কিছু কিছু ভৌত রাশিকে শুধুমাত্র মান দ্বারা সম্পূর্ণরূপে প্রকাশ করা যায়। আবার অনেক ভৌত রাশি রয়েছে যাদেরকে সম্পূর্ণরূপে প্রকাশ করার জন্য মান ও দিক উভয়ই প্রয়োজন হয়। তাই ধর্ম বা বৈশিষ্ট্য অনুসারে ভৌত রাশিগুলোকে আমরা দুই ভাগে বিভক্ত করতে পারি ; যথা—
(ক) স্কেলার রাশি বা অদিক রাশি (Scalar quantity)।
(খ) ভেক্টর রাশি বা দিক রাশি বা সদিক রাশি (Vector quantity)।
(ক) স্কেলার রাশি :
যে সব ভৌত রাশির শুধু মান আছে, কিন্তু দিক নেই, তাদেরকে স্কেলার রাশি বা অদিক রাশি বলে। যেমন দৈর্ঘ্য, ভর, সময়, জনসংখ্যা, তাপমাত্রা, তাপ, বৈদ্যুতিক বিভব, দ্রুতি, কাজ ইত্যাদি কেলার বা অদিক রাশি।
(খ) ভেক্টর রাশি :
যে সব ভৌত রাশির মান এবং দিক দুই-ই আছে, তাদেরকে ভেক্টর রাশি বা দিক রাশি বলে। যেমন সরণ, বেগ, ত্বরণ, মন্দন, বল, ওজন ইত্যাদি ভেক্টর বা দিক রাশি।
১.২ ভেক্টর রাশির নির্দেশনা
Representation of a vector
কোন একটি ভেক্টর রাশিকে দুভাবে প্রকাশ করা হয়ে থাকে, যথা- (১) অক্ষর দ্বারা এবং (২) সরলরেখা দ্বারা।
১। অক্ষর দ্বারা কোন একটি ভেক্টর রাশিকে চারভাবে প্রকাশ করা হয়, যথা-
(ক) কোন অক্ষরের উপর তীর চিহ্ন দ্বারা রাশিটির ভেক্টর রূপ এবং এর দুই পাশের দুটি খাড়া রেখা দ্বারা এর মান নির্দেশ করা হয়। সাধারণভাবে শুধু অক্ষর দ্বারাও রাশিটির মান নির্দেশ করা হয়।
A অক্ষরের ভেক্টর রূপ Ā এবং মান রূপ | A | বা A
(খ) কোন অক্ষরের উপর রেখা চিহ্ন দ্বারা রাশিটির ভেক্টর রূপ এবং এর দুই পাশের দুটি খাড়া রেখ দ্বারা এর মান নির্দেশ করা হয়।
A অক্ষরের ভেক্টর রূপ Ā এবং মান রূপ । A
(গ) কোন অক্ষরের নিচে রেখা চিহ্ন দ্বারা রাশিটির ভেক্টর রূপ এবং এর দুই পাশের দুটি খাড়া রেখ দ্বারা এর মান নির্দেশ করা হয়।
A অক্ষরের ভেক্টর রূপ এবং মান রূপ | |
(ঘ) মোটা হরফের অক্ষর দিয়ে ভেক্টর রাশি প্রকাশ করা হয়। যেমন A অক্ষরের ভেক্টর রূপ এবং এর মান A ভেক্টর রাশি নির্দেশের ক্ষেত্রে (ক)-এ ব্যবহৃত চিহ্নই শ্রেয়। তাই এই বই-এ আমরা এই পদ্ধতিই ব্যবহার করব।
২। সরলরেখা দ্বারা ভেক্টর রাশি নির্দেশ করতে হলে রাশিটির দিকে বা সমান্তরালে একটি সরলরেখা অংকন করে সরলরেখাটির শেষ প্রান্তে একটি তীর চিহ্ন দ্বারা রাশিটির দিক এবং কোন স্কেলে উত্ত সরলরেখাটির দৈর্ঘ্য দ্বারা এর মান নির্দেশ করা হয়। এ পদ্ধতিকে জ্যামিতিক উপায়ে ভেক্টরের নির্দেশনাও বলে।
চিত্র :১.১
মনে করি, একটি ভেক্টর রাশির মান 5 এবং এর দিক পূর্ব দিক। একে সরলরেখা দ্বারা প্রকাশ করতে হবে। এখন AC একটি সরলরেখা পূর্ব- পশ্চিম দিক বরাবর অংকন করে AC সরলরেখা হতে সুবিধামত দৈর্ঘ্যকে একক ধরে এর 5 গুণ দৈর্ঘ্য AB কেটে নিই এবং AB-এর শেষ প্রান্তে পূর্ব দিকে তীর চিহ্ন যুক্ত করি [চিত্র ১:১]। এই তীর চিহ্নিত সরলরেখাই ভেক্টর রাশিটি নির্দেশ করবে। ভেক্টর রাশি নির্দেশী সরলরেখার তীর চিহ্নিত প্রান্ত B-কে শীর্ষবিন্দু বা অন্ত বিন্দু এবং অপর প্রান্ত A-কে আদিবিন্দু বা মূলবিন্দু বা পাদবিন্দু বলে।
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন ও অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!
শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!