দুটি সমমানের ভেক্টরের লব্ধি তাদের অন্তর্গত কোণকে সমদ্বিখণ্ডিত করে। ভেক্টর যোগের সামান্তরিক সূত্র (Parallelogram Law of Vector Addition) অনুসারে, যখন দুটি সমমানের ভেক্টরকে একটি সামান্তরিকের দুটি সন্নিহিত বাহু দ্বারা নির্দেশ করা হয়, তখন গঠিত সামান্তরিকটি একটি রম্বস (rhombus) হয়।
আমরা জানি যে, রম্বসের কর্ণগুলো (diagonals) এর কোণগুলোকে সমদ্বিখণ্ডিত করে। যেহেতু লব্ধি ভেক্টরটি (resultant vector) ওই রম্বসের কর্ণ বরাবর ক্রিয়া করে, তাই এটি ভেক্টরদ্বয়ের অন্তর্গত কোণকে সমদ্বিখণ্ডিত করে। অর্থাৎ, যদি \(\vec{A}\) এবং \(\vec{B}\) দুটি সমমানের ভেক্টর হয় এবং তাদের মধ্যবর্তী কোণ \(\theta\) হয়, তবে তাদের লব্ধি \(\vec{R} = \vec{A} + \vec{B}\) ভেক্টরটি \(\theta\) কোণকে \(\theta/2\) করে দুটি সমান অংশে বিভক্ত করবে।
ভেক্টর অভিক্ষেপ বলতে একটি ভেক্টরের দিক বরাবর অন্য একটি ভেক্টরের উপাংশকে বোঝায়। এটি নির্দেশ করে যে একটি ভেক্টর অন্য ভেক্টরের দিকে কতটুকু প্রভাব বিস্তার করে। গাণিতিকভাবে, যদি দুটি ভেক্টর \(\vec{P}\) এবং \(\vec{Q}\) এর মধ্যবর্তী কোণ \(\theta\) হয়, তবে \(\vec{P}\) ভেক্টর বরাবর \(\vec{Q}\) ভেক্টরের স্কেলার অভিক্ষেপ হবে \(Q \cos\theta\)।
উদ্দীপকের প্রথম চিত্রে প্রদর্শিত ভেক্টর \(\vec{A}\) এবং ভেক্টর \(\vec{B}\) এর মধ্যবর্তী কোণ \(\theta_1\) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে। প্রশ্নানুসারে, ভেক্টর \(\vec{B}\) বরাবর ভেক্টর \(\vec{A}\) এর লম্ব অভিক্ষেপ নির্ণয় করতে হবে। অভিক্ষেপের সূত্র প্রয়োগ করে, এই লম্ব অভিক্ষেপ হবে ভেক্টর \(\vec{A}\) এর মান (\(A\)) এবং তাদের মধ্যবর্তী কোণ \(\theta_1\) এর কোসাইন-এর গুণফল।
অতএব, ভেক্টর \(\vec{B}\) বরাবর ভেক্টর \(\vec{A}\) এর লম্ব অভিক্ষেপ হলো \(A \cos\theta_1\)। এই অভিক্ষেপটি ভেক্টর \(\vec{A}\) এর সেই উপাংশকে নির্দেশ করে যা ভেক্টর \(\vec{B}\) এর সমান্তরাল এবং \(\vec{B}\) এর দিকে ক্রিয়াশীল। এটি পদার্থবিজ্ঞানের বিভিন্ন সমস্যার সমাধানে, যেমন কৃত কাজ নির্ণয় বা কোনো তলের উপর একটি বলের কার্যকর উপাংশ খুঁজে বের করতে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি স্কেলার রাশি, যা কেবলমাত্র মান নির্দেশ করে।
উদ্দীপকের চিত্র দুটি ভেক্টর যোগ ও বিয়োগের জ্যামিতিক উপস্থাপনা এবং সংশ্লিষ্ট কোণ \(\theta_1\) ও \(\theta_2\) নির্দেশ করে। প্রথম চিত্রে \(\vec{A}\) ও \(\vec{B}\) ভেক্টরদ্বয়ের মধ্যবর্তী কোণ \(\theta_1\) দেখানো হয়েছে। দ্বিতীয় চিত্রে ভেক্টরদ্বয়ের লব্ধি \((\vec{A} + \vec{B})\) এবং অন্তর \((\vec{A} - \vec{B})\) ভেক্টরদ্বয়ের মধ্যবর্তী কোণ \(\theta_2\) দেখানো হয়েছে। উদ্দীপকের আলোকে \(\theta_1 = \theta_2\) হওয়া সম্ভব কি-না তা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করা হলো।
\(\theta_1 = \theta_2\) হওয়ার জন্য \(\cos\theta_1 = \cos\theta_2\) হতে হবে।
তাহলে,
\[ \cos\theta_1 = \frac{A^2 - B^2}{\sqrt{A^4 + B^4 + 2A^2B^2 - 4A^2B^2 \cos^2\theta_1}} \]
এই সমীকরণ থেকে স্পষ্ট যে, \(\theta_1 = \theta_2\) হওয়া একটি শর্তাধীন ঘটনা। এটি সবক্ষেত্রে সম্ভব নয়। একটি বিশেষ ক্ষেত্র বিবেচনা করা যাক: যদি ভেক্টরদ্বয়ের মান সমান হয়, অর্থাৎ \(A = B\) হয়।
তাহলে, \(\cos\theta_2 = \frac{A^2 - A^2}{\sqrt{A^4 + A^4 + 2A^4 - 4A^4 \cos^2\theta_1}} = \frac{0}{\sqrt{4A^4 - 4A^4 \cos^2\theta_1}}\)
যদি \(\sin^2\theta_1 \neq 0\) বা \(\theta_1 \neq 0^\circ, 180^\circ\) হয়, তাহলে হর শূন্য হবে না।
এই ক্ষেত্রে, \(\cos\theta_2 = 0\) হয়, যার অর্থ \(\theta_2 = 90^\circ\)।
সুতরাং, যদি \(A = B\) হয়, তবে \(\theta_2 = 90^\circ\)।
এই শর্তে \(\theta_1 = \theta_2\) হওয়ার জন্য অবশ্যই \(\theta_1 = 90^\circ\) হতে হবে।
অর্থাৎ, যদি \(\vec{A}\) ও \(\vec{B}\) ভেক্টরদ্বয়ের মান সমান হয় এবং তারা পরস্পর লম্ব হয় (অর্থাৎ \(\theta_1 = 90^\circ\)), তাহলে তাদের যোগফল ও বিয়োগফল ভেক্টরদ্বয়ও পরস্পর লম্ব হবে (অর্থাৎ \(\theta_2 = 90^\circ\))। এই পরিস্থিতিতে \(\theta_1 = \theta_2 = 90^\circ\) হওয়া সম্ভব।
উপরিউক্ত গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে বলা যায় যে, উদ্দীপকের আলোকে \(\theta_1 = \theta_2\) হওয়া সম্ভব। তবে এটি কেবল তখনই সম্ভব যখন ভেক্টর \(\vec{A}\) এবং \(\vec{B}\) এর মান সমান হয় এবং তারা পরস্পর লম্বভাবে থাকে। অন্যথায়, সাধারণ ক্ষেত্রে \(\theta_1\) এবং \(\theta_2\) এর মান ভিন্ন হবে।
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!