একটি রাইফেলের গুলি নির্দিষ্ট পুরুত্বের একটি তক্তা ভেদ করতে পারে। এরুপ 4 টি তক্তা ভেদ করতে গুলির বেগ কত গুণ করতে হবে ?

রাইফেলের গুলি ও তক্তা ভেদ: একটি গাণিতিক ব্যাখ্যা 🎯
প্রশ্নটি হলো, একটি রাইফেলের গুলি যদি একটি নির্দিষ্ট পুরুত্বের তক্তা ভেদ করতে পারে, তবে একইরকম চারটি তক্তা ভেদ করার জন্য গুলির বেগ কত গুণ বাড়াতে হবে? 🤔 উত্তরের পেছনের গাণিতিক যুক্তিটি এখানে ব্যাখ্যা করা হলো:
মূল ধারণা 💡
এখানে মূল ধারণা হলো, গুলি যখন কোনো তক্তা ভেদ করে, তখন এর গতিশক্তি (Kinetic Energy) হ্রাস পায়। তক্তা ভেদ করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি গুলির গতিশক্তি থেকে আসে।
গতিশক্তির হিসাব ⚙️
- আমরা জানি, গতিশক্তি (Kinetic Energy), Ek = ½ mv², যেখানে m হলো ভর এবং v হলো বেগ।
- ধরি, একটি তক্তা ভেদ করতে E পরিমাণ শক্তি লাগে।
- তাহলে, প্রথম তক্তা ভেদ করার পর গুলির গতিশক্তি E পরিমাণ কমে যায়।
চারটি তক্তা ভেদ করার শর্ত 🧱🧱🧱🧱
চারটি তক্তা ভেদ করার জন্য, গুলির শুরুতে 4E পরিমাণ গতিশক্তি থাকতে হবে।
| তক্তা সংখ্যা | প্রয়োজনীয় গতিশক্তি |
|---|---|
| ১টি | E |
| ২টি | 2E |
| ৩টি | 3E |
| ৪টি | 4E |
বেগের পরিবর্তন 🚀
ধরি, শুরুতে গুলির বেগ ছিল v1 এবং চারটি তক্তা ভেদ করার জন্য প্রয়োজনীয় বেগ v2।
- একটি তক্তার জন্য: ½ mv1² = E ---- (১)
- চারটি তক্তার জন্য: ½ mv2² = 4E ---- (২)
(২) নং সমীকরণকে (১) নং সমীকরণ দিয়ে ভাগ করে পাই:
(½ mv2²) / (½ mv1²) = 4E / E
অতএব, (v2 / v1)² = 4
সুতরাং, v2 / v1 = √4 = 2
সুতরাং, v2 = 2v1
ফলাফল 🎉
অতএব, চারটি তক্তা ভেদ করার জন্য গুলির বেগ ২ গুণ করতে হবে। 🥳
সুতরাং, উত্তরটি হলো: দ্বিগুণ। ✅
আশা করি, ব্যাখ্যাটি বোধগম্য হয়েছে। 👍