একটি কণার উপর 3 m s-1, 4 m s-1 এবং 5 m s-1 বেগ তিনটি ক্রিয়া করায় কণাটি সাম্যাবস্থায় আছে। ক্ষুদ্রতর বেগ দুইটির মধ্যবর্তী কোণ কত?
90°
প্রশ্ন অনুযায়ী, কণাটির উপর তিনটি বল প্রয়োগ করা হয়, যার বেগসমূহ হলো:
- \( \vec{A} \) = 3 m/s
- \( \vec{B} \) = 4 m/s
- \( \vec{C} \) = 5 m/s
কণাটি সাম্যাবস্থায় থাকার মানে হলো, তিনটি বলের যোগফল শূন্য। অর্থাৎ,
\( \vec{A} + \vec{B} + \vec{C} = 0 \)
এখন, আমরা ধারনা করি যে, দুটি বলের মধ্যে কোণ \( \theta \)।
তাহলে, বলগুলোকে ভেক্টর হিসেবে ধরি।
প্রথমে, বলগুলোকে এরকম ধরব যে, \(\vec{A}\) ও \(\vec{B}\) একে অপরের সাথে কোণ \(\theta\) এ অবস্থিত।
তাহলে, ভেক্টরসমূহের যোগফল:
\( \vec{A} + \vec{B} + \vec{C} = 0 \)
এখন, বলগুলোকে সমান্তরাল ধরে, এদের ভেক্টর যোগফল নির্ণয় করব।
তাদের যোগফলের আকারের জন্য, সূত্র হলো:
\( |\vec{A} + \vec{B}| = \sqrt{A^2 + B^2 + 2AB \cos \theta} \)
এবং, যেহেতু যোগফল শূন্য, তাই:
\( |\vec{A} + \vec{B}| = C \)
অর্থাৎ,
\( C = 5 \) m/s, \( A = 3 \) m/s, \( B = 4 \) m/s
অতএব,
\( 5 = \sqrt{3^2 + 4^2 + 2 \times 3 \times 4 \cos \theta} \)
সুতরাং,
\( 25 = 9 + 16 + 24 \cos \theta \)
বা,
\( 25 = 25 + 24 \cos \theta \)
অতএব,
\( 24 \cos \theta = 0 \)
অর্থাৎ,
\( \cos \theta = 0 \)
এবং,
\( \theta = 90^\circ \)