সংক্ষিপ্ত প্রশ্নোত্তর

বল প্রয়োগে বস্তুর নিম্নোক্ত, পরিবর্তনগুলো হতে পারে-
১. স্থির বস্তু গতিশীল হয় বা হতে চায়।
২. গতিশীল বস্তুর গতির পরিবর্তন হয় বা হতে চায়।
৩. গতিশীল বস্তুর গতির দিক পরিবর্তন হয় বা হতে চায়।
৪. বস্তুর আকার ও আয়তন পরিবর্তন হতে পারে।

কাঁচি একটি ১ম শ্রেণির লিভার। কাঁচির যে অংশ হাত দিয়ে ধরা হয় সে অংশটিতে বল এবং যে অংশটিতে কোনো কিছু কাটা হয় সে অংশটিতে ভার কাজ করে। এখানে ফালক্রাম মধ্যে থাকে। কাঁচি দিয়ে কিছু কাটার সময় উক্ত বস্তু (যেমন- কাপড়) যত বেশি ফালক্রামের কাছে রেখে কাটা যাবে ততই কাটা সহজ হবে। মূলত এক্ষেত্রে ভারবাহুর দৈর্ঘ্যকে কমানোর চেষ্টা করে যান্ত্রিক সুবিধা বৃদ্ধি করা হয়।

জ্যাক স্কু একসাথে লিভার ও হেলানো তলের নীতি মেনে কাজ করে। স্কুর পেঁচানো অংশের উচ্চতা হলো হেলানো তলের উচ্চতা এবং পেঁচানো পথ দিয়ে ঘুরে যেতে যতটুকু দূরত্ব অতিক্রম করে তা হলো হেলানো তলের দৈর্ঘ্য। এ যন্ত্রে হেলানো তলের দৈর্ঘ্য বাড়িয়ে যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যায়। অপরদিকে হাতলে যেদিকে বল প্রয়োগ করা হয় ভার কাজ করে তার লম্ব বরাবর। ফলে জ্যাক স্ক্রু একই সাথে বল বৃদ্ধি ও বলের দিক পরিবর্তন করে কাজকে সহজ করে।

স্ক্রু ড্রাইভার লিভারের নীতিতে কাজ করে। এটি চাকা ও অক্ষদণ্ডের উদাহরণ।

চাকা-অক্ষদন্ডের ক্ষেত্রে আমরা জানি,

যান্ত্রিক সুবিধা = চাকার ব্যাসার্ধ/ অক্ষদণ্ডের ব্যাসার্ধ

এখানে, স্ক্রু-ড্রাইভারের দন্ডটি অক্ষদণ্ড ও হাতলটি চাকার ন্যায় কাজ করে। তাই উপরোক্ত সূত্র থেকে আমরা পাই, হাতলের ব‍্যাসার্ধ বেশি হলে, যান্ত্রিক সুবিধার মান বৃদ্ধি পায়। অতএব, স্ক্রু-ড্রাইভারের হাতলটি মোটা হলে বেশি সুবিধা হয়। এছাড়াও স্ক্রু ড্রাইভারের হাতল লম্বা হলেও কম সময়ে বেশি কাজ করা যায়।

যা কোনো স্থির বস্তুর উপর প্রয়োগ করলে গতিশীল করে অথবা কোনো গতিশীল বস্তুর উপর প্রয়োগ করলে তার গতি, আকার ও আকৃতি পরিবর্তন করে তাই বল। যেমন- একটি ফুটবলকে গতিশীল করার জন্য বল প্রয়োগ করতে হয়। কল চেপে পানি তোলার সময় বল প্রয়োগ করি।

দৈনন্দিন জীবনে বল প্রয়োগের ৪টি উদাহরণ নিম্নরূপ-
১. চেয়ার টেনে বসা,
২. ড্রয়ার খোলা বা বন্ধ করা,
৩. সুইচ অন বা অফ করা ও
৪. ফুটবলে লাথি দেওয়া।

রাবারের উপর বল প্রয়োগ করলে রাবারের আকৃতি পরিবর্তন হবে। অর্থাৎ বল প্রয়োগ করলে বস্তুর গতি অথবা আকার, আকৃতি পরিবর্তন হয়। এজন্য রাবার বাঁকালে এর আকৃতি পরিবর্তন হয়।

বস্তুর উপর বলের প্রভাবের ফলে সৃষ্ট পরিবর্তনগুলো নিম্নরূপ-
১. কোনো স্থির বস্তু গতিশীল বা গতিশীল বস্তু স্থির হয় বা হতে চায়।
২. চলন্ত বস্তুর গতি কমে বা বাড়তে পারে।
৩. চলন্ত বস্তুর গতির দিক পরিবর্তন হয়।
৪. কোনো বস্তুর আকার ও আকৃতি পরিবর্তন করে।

সাধারণভাবে যা গতিশীল তা তার গতিকে ধরে রাখতে চায়। কিন্তু এই গতির বিরুদ্ধে সবসময় একটি বাধা কাজ করে। যখন চলন্ত বাস রাস্তায় চলে তখন বাসের চাকার সাথে রাস্তার মধ্যে গতির বিপরীতে ঘর্ষণ বল কাজ করে। এ অবস্থায় ব্রেক কষলে বিপরীতমুখী রাধার জন্য বাসটি থেমে যায়।

যে যন্ত্রে কম বল প্রয়োগ করলে সহজে কাজ করা যায় তাকে সরল যন্ত্র 'রলে। সরল যন্ত্র দিয়ে অল্প বলকে বহুগুণে বাড়ানো, যায় এবং বল সুবিধামতো স্থানান্তরিত করে কাজকে সহজে সম্পাদন করা যায়।'

সরল যন্ত্রের পাঁচটি উদাহরণ হলো-
১. কাঁচি, ২. লিভার, ৩. সাঁড়াশি, ৪. শাবল এবং ৫. কপিকল।

সরল যন্ত্রের মাধ্যমে কাজকে সহজে সম্পাদন করা যায় এবং প্রযুক্ত বলকে কয়েকগুণ বৃদ্ধি করে। এটি বলকে যেকোনো সুবিধাজনক দিকে প্রয়োগ করে। সরল যন্ত্র দ্বারা কম বল প্রয়োগে কোন কাজ সম্পন্ন করা যায়। তাই সরল যন্ত্র ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা অপরিসীম।

লিভার হলো একটি সরল যন্ত্র, যার মাধ্যমে কম বল প্রয়োগ করে সহজে কাজ সম্পাদন করা যায়। লিভারে একটি শক্তদণ্ড কোনো অবলম্বনের কোনো কিছুর উপর ভর প্রয়োগ করে মুক্তভাবে উঠানামা করে বা ঘোরে। লিভারে যাকে উঠানো হয় তা হলো ভার এবং ভারকে উঠাতে যে বল কাজ করে তা' প্রযুক্ত বল এবং শক্তদন্ডটি যে অবলম্বনের উপর মুক্তভাবে উঠানামা করে তা ফালক্রাম।

লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা = ভার/প্রযুক্ত বল অর্থাৎ, ভার ও প্রযুক্ত বলের অনুপাত হচ্ছে যান্ত্রিক সুবিধা। লিভার কোন ভারী বস্তুকে কম বল প্রয়োগে সরাতে বা উঠাতে সাহায্য করে।

লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা নেওয়া যায় ২টি উপায়ে। যথা-

১. বল কমিয়ে বলবাহুর দৈর্ঘ্য বাড়িয়ে।

২. ভার বাড়িয়ে ভারবাহুর দৈর্ঘ্য কমিয়ে।

আমরা জানি,

ভার/বল= বাহুর দৈর্ঘ্য/ভারবাহুর দৈর্ঘ্য

বা, বল = ভার × ভারবাহুর দৈর্ঘ্য/বলবাহু দৈর্ঘ্য

$=\frac{১৬\times ৩}{১২}$ = ৪ N

৪ N বল প্রয়োগ করলে ভার তোলা যাবে।

আমরা জানি,

ভার/বল= বল বাহুর দৈর্ঘ্য/ ভারবাহুর দৈর্ঘ্য

ভারবাহুর দৈর্ঘ্য = বল × বলবাহুর দৈর্ঘ্য/ ভার

$=\frac{৩ \times ১০}{১৫}$ = ২ মিটার

∴ লিভার দন্ডটির দৈর্ঘ্য = বলবাহুর দৈর্ঘ্য + ভারবাহুর দৈর্ঘ্য

= ১০ + ২ = ১২ মিটার।

লিভার দণ্ডটির দৈর্ঘ্য ১২ মিটার।

লিভার ৩ ধরনের। যথা-
১. ১ম শ্রেণির লিভার।
২. ২য় শ্রেণির লিভার এবং
৩. তৃতীয় শ্রেণির লিভার।

চিমটা একটি তৃতীয় শ্রেণির লিভার। তৃতীয় শ্রেণির লিভারের ক্ষেত্রে প্রযুক্ত বলটি মাঝখানে থাকে এবং ভার ও ফালক্রাম থাকে দুই প্রান্তে। চিমটায় বল মাঝখানে থাকে এবং ভার ও ফালক্রাম থাকে দুই প্রান্তে। তাই চিমটা তৃতীয় শ্রেণির লিভার।

কাঁচি হচ্ছে ১ম শ্রেণির লিভার। কাঁচি দিয়ে কাপড় কাটার সময় কাপড় যত বেশি ফালক্রামের কাছে রেখে কাটা যাবে ততই কাটা সহজ হবে। এক্ষেত্রে ভারবাহুর দৈর্ঘ্য কমে যায় এবং যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যায়। কাঁচির কাপড় ভার এবং অপর প্রান্ত প্রযুক্ত বল হিসেবে কাজ করে।

১ম শ্রেণির লিভার ও ২য় শ্রেণির লিভারের ২টি পার্থক্য নিম্নরূপ-

কোনো লিভারে প্রযুক্ত বল ও ফালক্রামের মাঝামাঝি ভার অবস্থান করলে তা দ্বিতীয় শ্রেণির লিভার। যেহেতু যাঁতি দিয়ে কোন কিছু কাটার সময় বস্তুটি যাঁতির মাঝখানে রেখে ফালক্রামের বিপরীত প্রান্তে বল প্রয়োগ করা হয়। তাই যাঁতি একটি দ্বিতীয় শ্রেণির লিভার!

একটি হাতুরির দুটি প্রান্ত থাকে। এক প্রান্ত দিয়ে লোহা ঢুকানো হয় এবং অপর প্রান্ত দ্বারা লোহা বের করা হয়। লোহা বের করার সময় হাতল দিয়ে বল প্রয়োগ করা হয় এবং যেখানে লোহা থাকে তার পাশে ঠেস দিয়ে লোহা উঠানো হয়, যা ফালক্রাম হিসেবে কাজ করে। এটি ১ম শ্রেণির একটি লিভারের মতো কাজ করে, কারণ ১ম শ্রেণির লিভারে ও ফালক্রাম মাঝখানে এবং দুই প্রান্তে ভার ও বল থাকে।

আমরা জানি, বল/ভার = ভারবাহুর দৈর্ঘ্য/বলবাহুর দৈর্ঘ্য = যান্ত্রিক সুবিধা

লিভার দিয়ে কম বল প্রয়োগে সহজে কাজ করা যায়। সাঁড়াশি একটি লিভার। সাঁড়াশিতে হাতল লম্বা হয় যাতে বলবাহুর দৈর্ঘ্য বেশি হয় এবং কম বল প্রয়োগ করতে হয়। এর ফলে যান্ত্রিক সুবিধা বেশি পাওয়া যায়।

ছাড়ে উঠার সিঁড়ি খাড়া না করে হেলানো করা হয়। কারণ এতে সহজে উপরে উঠা বা উপর থেকে নিচে নামা যায়। হেলানো কোনো সিঁড়ির দৈর্ঘ্য তার উচ্চতা থেকে বেশি। তাই হেলানো সিঁড়ির উপর দিয়ে যেতে যদিও দূরত্ব অতিক্রম করতে হয় কিন্তু বল কম প্রয়োগ করতে হয়। তাই ছাদে উঠার সিঁড়ি খাড়া হয় না।

লিভারের নীতিমালা হলো নিম্নরূপ-

বল × বলবাহুর দৈর্ঘ্য = ভার ভারবাহুর দৈর্ঘ্য

এখানে, বল যে বিন্দুতে প্রযুক্ত হয় তা হতে ফালক্রাম পর্যন্ত দূরত্ব বলবাহুর দৈর্ঘ্য এবং ভার যেখানে প্রযুক্ত হয় তা হতে ফালক্রাম পর্যন্ত দূরত্ব হলো ভারবাহুর দৈর্ঘ্য।

একটি সিঁড়ি হেলানো তলের মতো কাজ করে। হেলানো তলের যান্ত্রিক সুবিধা বৃদ্ধির জন্য হেলানো তলের দৈর্ঘ্য বাড়াতে হবে। বিল্ডিংয়ের উচ্চতা যত কম হবে তত ঐ বিল্ডিংয়ে উঠা সহজ হবে। সিড়ির দৈর্ঘ্য বাড়ানোর মাধ্যমে হেলানো তলের দৈর্ঘ্য বাড়ানো যায়। তাই হয় বিল্ডিংয়ের উচ্চতা কমাতে হবে অথবা সিঁড়ির দৈর্ঘ্য বাড়াতে হবে।

অনড় কপিকলে ব্লকটি স্থির থাকে। ফলে অনড় কপিকলে রশি নামাতে যে পরিমাণ বল প্রয়োজন ঠিক সে পরিমাণ বল রশি উপরে উঠাতে লাগে। এক্ষেত্রে শুধু বলের দিক পরিবর্তন করে।

কপিকল হলো এক ধরনের সরল যন্ত্র। এতে একটি খাঁজ কাটা চাকতি থাকে স্মৃাতে একটি রশ্মি দুই দিকে ঝুলিয়ে দেওয়া হয়। কপিকলটি একটি অক্ষদণ্ডকে কেন্দ্র করে যা একটি স্থির ব্লকের সাথে যুক্ত থাকে। কপিকল দুই ধরনের। যথা: অনড় ও নড়নক্ষম কপিকল।

চাকা-অক্ষুদণ্ড একটি সরল যন্ত্র হিসেবে কাজ করে। চাকা ও অক্ষদণ্ডের ব্যাসার্ধের অনুপাতের ওপর এই যন্ত্রের যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যায়। যেমন- চাকার ব্যাসার্ধ অক্ষদণ্ডের ব্যাসার্ধ ৬ গুণ হলে ১ kg বল প্রয়োগ করলে ৬ kg ভরের বস্তুকে উপরে উঠানো যায়।

স্ক্রু ড্রাইভার চাকা-অক্ষদণ্ডের মতো কাজ করে। চাকা-অক্ষদণ্ডের চাকার ব্যাসার্ধ যত বেশি হয় তত বেশি যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যায়। তাই স্ক্রু ড্রাইভারের হাতলের ব্যাসার্ধ যত হবে বা যত মোটা হবে তত বেশি যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যাবে।

আমাদের মানবদেহ একটি লিভারের মতো কাজ করে। মাথা যখন নিচের দিকে তাকায় তখন ঘাড় ফালক্রাম হিসেবে কাজ করে এবং সমস্ত শরীর ভার হিসেবে কাজ করে। কিন্তু বেশিক্ষণ মাথা নিচের দিকে থাকলে তা ভারসাম্য হারায়। ফলে আমাদের ঘাড় ব্যথা করে।

মানবদেহ একটি জটিল যন্ত্র। আমাদের হাতের কনুই লিভারের নীতি অনুসারে, কাজ করে। হাতের কনুই যখন ভাজ করা হয় তখন বাহুতে বাইসেপস দেখা যায়। হাতের কনুই লিভার হিসেবে কাজ করে বিধায় আমরা সহজে হাত ভাজ করে কাজ করতে পারি। তাই বলা যায় হাতের কনুই ভাজ হওয়ার ঘটনা লিভারের অনুরূপ।

যা কোনো স্থির বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় অথবা কোনো গতিশীল বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে তার গতি, আকার ও আকৃতি পরিবর্তন করে বা করতে চায় তাকে প্রযুক্ত বল বলে।

মানুষের হাত এক ধরনের সরলযন্ত্র।

সরল যন্ত্র ব্যবহার করে কাজ করার সুবিধাই যান্ত্রিক সুবিধা।

লিভার হলো একটি সরল যন্ত্র যাতে একটি শক্ত দন্ড কোনো অবলম্বনের বা কোনো কিছুর উপর ভর করে মুক্তভাবে ওঠানামা করে বা ঘোরে।

বস্তুর মধ্যে পদার্থের মোট পরিমাণই হলো বস্তুটির ভর।

পৃথিবী তার কেন্দ্রের দিকে কোনো বস্তুকে যে বলে আকর্ষণ করে তাকে বস্তুটির ভার বা ওজন বলে।

লিভারে শক্ত দণ্ডটিকে ঠেকানোর জন্য কোনো অবলম্বনের যে বিন্দুতে মুক্তভাবে ওঠানামা করে বা ঘোরে তা হলো ফালক্রাম।

লিভারের কাজ হলো কোনো ভারী বস্তুকে কম বল প্রয়োগ করে উঠানো রা সরানো।

লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা = ভার/প্রযুক্ত বল ।

লিভারের ক্রিয়ার মূলনীতি হলো- বল × বলবাহুর দৈর্ঘ্য = ভার ভারবাহুর দৈর্ঘ্য।

যে লিভারে ফালক্রামের অবস্থান প্রযুক্ত বল ও ভারের মাঝখানে থাকে তাকে প্রথম শ্রেণির লিভার বলে।

যে লিভারে ভার থাকে মাঝখানে এবং প্রযুক্ত বল ও ফালক্রাম দুই প্রান্তে অবস্থান করে তাকে দ্বিতীয় শ্রেণির লিভার বলে।

যে লিডারে প্রযুক্ত বল মাঝখানে কার্যকর হয় এবং ভার ও ফালক্রাম দুই প্রান্তে অবস্থান করে তাকে তৃতীয় শ্রেণির লিভার বলে।

বল বৃদ্ধি করে এমন একটি সরল যন্ত্রের নাম কপিকল।

কোনো হেলানো তলের দৈর্ঘ্য যত রেশি হবে যান্ত্রিক সুবিধাও। তত বেশি হবে।

চাকা-অক্ষদণ্ড এক ধরনের সরলযন্ত্র যার চাকা বলবাহ্ণ এবং অক্ষদণ্ড ভারবাহু হিসেবে কাজ করে।

মোটর গাড়ির হুইল চাকা অক্ষদণ্ডের মতো কাজ করে।

সরল যন্ত্র ব্যবহারের সুবিধা নিম্নরূপ-
১. অল্প বলকে বহুগুণে বাড়ানো যায়।
২. বল সুবিধামতো স্থানান্তরিত করা যায়।
৩. বলের দিক পরিবর্তন করা যায়।
৪. কাজকে সহজে সম্পাদন করা যায়।

কোনো লিভারে প্রযুক্ত বল ও ফালক্রামের মাঝামাঝি ভার অরস্থান করলে তা দ্বিতীয় শ্রেণির লিভার। যেহেতু যাঁতি দিয়ে কোনো কিছু কাটার। সময় বস্তুটি যাঁতির মাঝখানে রেখে ফালক্রামের বিপরীত প্রান্তে বল প্রয়োগ। করা হয় অর্থাৎ ভার মাঝখানে এবং প্রযুক্ত বল ও ফালক্রাম দুই প্রান্তে অবস্থান। করে। তাই যাঁতিকে দ্বিতীয় শ্রেণির লিভার বলা হয়।

এটি লিভার হিসেবে কাজ করে। সাঁড়াশির যেখানে হাত' দিয়ে ধরা হয় সে প্রান্তটিতে বল এবং যে প্রান্তটিতে কোনো বস্তুকে ধরে রাখা য়ায় সে প্রান্তটিতে ভার কাজ করে। এখানে ফালক্রামটি মধ্যে থাকে বলে এটি প্রথম শ্রেণির লিভারের অন্তর্ভুক্ত। এটিতে ভারবাহুর দৈর্ঘ্য অপরিবর্তনীয়, তাই কেবলমাত্র বলবাহুর দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে এর যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যায়।

কপিকল অনড় বা নড়নক্ষম হতে পারে। অনড় কপিকলের ক্ষেত্রে ব্লকটি স্থির থাকে বলে যান্ত্রিক সুবিধা পাওয়া যায় না।

নড়নক্ষম কপিকলের যান্ত্রিক সুবিধা = বল যতটা পথ অতিক্রম করে/ ভার যতটা পথ অতিক্রম করে

নড়নক্ষম কপিকলের যান্ত্রিক সুবিধা সাধারণত অনড় কস্কিলের চেয়ে দ্বিগুণ হয়।

নিচে অনড় ও নড়নক্ষম কপিকলের মধ্যে পার্থক্য দেওয়া হলো:

ঢাকা-অক্ষদণ্ড সাধারণত লিভার হিসেবেই কাজ করে। এক্ষেত্রে চাকা বলবাহু এবং অক্ষদণ্ডটি ভারবাহু হিসেবে কাজ করে। লিভারের নীতি ও যান্ত্রিক সুবিধা অনুযায়ী বলবাহুর দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করলে যান্ত্রিক সুবিধা বাড়ে। অতএব চাকা অক্ষদণ্ডের ক্ষেত্রে ঢাকার ব্যাসার্ধ বাড়িয়ে এর যান্ত্রিক সুবিধা বাড়ানো যায়।