একটি ধাতুর তৈরি দু‘টি গোলক যাদের একটি ব্যাসার্ধ অন্যাটির দ্বিগুণ। গোলক দু‘টিকে তরল পদার্থে পূর্ণ একটি লম্বা জারের ভেতর দিয়ে পড়তে দেয়া হলে, ছোটটির তুলনায় বড় বলটির টার্মিনাল গতি-

দুটি ধাতব গোলকের টার্মিনাল বেগ: একটি ব্যাখ্যা 🚀
ধাতুর তৈরি দুটি গোলকের টার্মিনাল বেগ তাদের ব্যাসার্ধের উপর কিভাবে নির্ভর করে, তা এখানে আলোচনা করা হলো:
🔑 মূল ধারণা: টার্মিনাল বেগ
যখন কোনো বস্তু তরলের মধ্যে দিয়ে পড়ে, তখন তার উপর তিনটি বল কাজ করে:
- অভিকর্ষ বল (Fg): নিচের দিকে কাজ করে। ⬇️
- প্লবতা বল (Fb): উপরের দিকে কাজ করে। ⬆️
- সান্দ্রতা বল (Fd): গতির বিপরীতে কাজ করে। ⬅️➡️
টার্মিনাল বেগ হলো সেই বেগ যখন এই তিনটি বলের সমষ্টি শূন্য হয় (Fg = Fb + Fd)। এই অবস্থায় বস্তুটি ধ্রুব বেগ লাভ করে।
📊 গাণিতিক বিশ্লেষণ
স্টোকসের সূত্র অনুযায়ী, সান্দ্রতা বল (Fd) = 6πηrv, যেখানে:
- η = সান্দ্রতা গুণাঙ্ক ( তরলের বৈশিষ্ট্য) 💧
- r = গোলকের ব্যাসার্ধ 📏
- v = গোলকের বেগ 🏃♀️
টার্মিনাল বেগের ক্ষেত্রে:
vt = (2 * g * (ρs - ρl) * r2) / (9 * η)
- vt = টার্মিনাল বেগ 🏁
- g = অভিকর্ষজ ত্বরণ (9.8 m/s2) 🌍
- ρs = গোলকের ঘনত্ব 🧱
- ρl = তরলের ঘনত্ব 🌊
অতএব, টার্মিনাল বেগ (vt) ব্যাসার্ধের বর্গের (r2) সাথে সমানুপাতিক।
🤔 সমস্যার সমাধান
ধরি, ছোট গোলকের ব্যাসার্ধ r এবং বড় গোলকের ব্যাসার্ধ 2r।
ছোট গোলকের টার্মিনাল বেগ v1 হলে, v1 ∝ r2
বড় গোলকের টার্মিনাল বেগ v2 হলে, v2 ∝ (2r)2 = 4r2
সুতরাং, v2 / v1 = (4r2) / (r2) = 4
অতএব, বড় গোলকের টার্মিনাল বেগ ছোট গোলকের টার্মিনাল বেগের চারগুণ হবে। 💯
📈ফলাফল ছক
| বৈশিষ্ট্য | ছোট গোলক | বড় গোলক |
|---|---|---|
| ব্যাসার্ধ | r | 2r |
| টার্মিনাল বেগ | v1 | 4v1 |
সিদ্ধান্ত: ব্যাসার্ধ দ্বিগুণ হলে, টার্মিনাল বেগ চারগুণ হয়। 🎉
আরো জানতে চান? 🤔
ক্লিক করুন!
আরও বিস্তারিত জানতে সান্দ্রতা, প্লবতা এবং অভিকর্ষ নিয়ে পড়ুন। 📚