ঘর্ষণ - class 11 - পদার্থবিদ্যা(physics)

ঘর্ষণ কী? সঠিক ধারণা

ঘর্ষণ সম্পর্কে আমরা প্রকৃতঅর্থ না জানলেও অন্তত ব্যাবহারিক অভিজ্ঞতা থেকে কিছুটা বুঝতে পারি।

আসলে ঘর্ষণ হল সাধারনত যেকোনো বস্তু বা পদার্থের সঙ্গে অন্য কোনো বস্তু সংস্পর্শে থাকলে সেই তলে ক্রিয়াশীল একটি বল সাধারনত যা আমাদের অর্থাত বাইরে থেকে প্রযুক্ত বলের বিরুদ্ধে কাজ করে বস্তুটিকে তার নিজের জায়গাতেই রাখার চেষ্টা করে।

এখন আমরা সকলেই জানি যে প্রতিটি ক্রিয়ার একটি সমান এবং বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে যেটা হল নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র ।

অতএব বলা যায় যে ঘর্ষন হল একটি বিপরীত প্রতিক্রিয়া এবং একটি বল। একে বল বলা হচ্ছে তার কারন আমরা বলের সংজ্ঞা থেকে পেয়েছি : যা প্রয়োগ করে কোনো বস্তুকে গতিশীল বা স্থির করা হয় বা কেবলই চেষ্টা করা হয় তাকে বল বলে।

অতএব এই সংজ্ঞা থেকে বোঝা যাচ্ছে যে নিশ্চয় ঘর্ষন হল একপ্রকার বল যার দরুন বস্তুটি স্থির থাকছে।

ঘর্ষন বল থাকে কেন?

আসলে কোনো বস্তুকে কোনো তলের সংস্পর্শে রাখলেই সেখানে ঘর্ষন থাকবে। কারণ হল,
বস্তুর কণাগুলি এবং যে তলে রাখা হয়েছে তার কনা গুলির মধ্যে আকর্ষন বল [ যাকে বলা হয় আসঞ্জন বল (Adhesive Force) ] কাজ করে ফলে বস্তুটি সহজে গতিশীল হতে পারে না।
এই আকর্ষন বল ভিন্ন বস্তুর ক্ষেত্রে বিভিন্ন রকম হয় বলেই ঘর্ষন বল ভিন্ন বস্তুর ক্ষেত্রে বিভিন্ন রকম।

ঘর্ষন বল সব ধরনের তল অর্থাত কঠিন, তরল, গ্যাসীয় তলের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। কিন্তু তরল এবং গ্যাসীয় তলের ঘর্ষনের আলোচনার ক্ষেত্রে পদার্থবিদ্যায় একটি আলাদা বিভাগ করে নেওয়া হয়েছে যাকে সান্দ্রতা বল (Viscosity) বলা হয়। ঘর্ষন বল মূলত কঠিন তলের ঘর্ষন কেই বোঝায়।

ঘর্ষনের প্রকারভেদ আছে

স্থিত ঘর্ষন (Static Friction) :

যখন বল প্রয়োগ করেও বস্তুর গতি সৃষ্টি হয় না সেসময় যে ঘর্ষন বল কাজ করে তা হল স্থিত ঘর্ষন।

চল ঘর্ষন (Kinetic Friction) :

যখন প্রযুক্ত বল সীমাস্থ ঘর্ষনের বেশি হয় তখন বস্তুটি গতিশীল হয়। এসময় যে ঘর্ষন বল কাজ করে তা হল চল ঘর্ষন।
চল ঘর্ষনের মান পরীক্ষায় দেখা গেছে যে সীমাস্থ ঘর্ষনের চেয়ে সামান্য কম হয়।

আবর্ত ঘর্ষন (Rolling Friction) :

এর আগে যে সকল ঘর্ষনের কথা বলা হয়েছে সেখানে বস্তুর সংস্পর্শ তলের কোনো পরিবর্তন হয়না। কিন্তু এমনও হতে পারে যখন সংস্পর্শ তলের পরিবর্তন হচ্ছে অর্থাত প্রতি মুহুর্তে স্পর্শবিন্দু বিভিন্ন।

যেমন বলা যায় যে একটি চাকা যখন গতিশীল হয় তখন চাকার পরিধিস্থ বিন্দুগুলি পরিবর্তিত হতে থাকে। এই রকম পরিস্থিতিতে যে ঘর্ষন সৃষ্টি হয় তাকে বলা হয় আবর্ত ঘর্ষন।
আবর্ত ঘর্ষনের মান চল ঘর্ষন অপেক্ষাও কম হয়।

ঘর্ষন থাকলে কি বস্তুকে সরানো যাবেই না?

ঘর্ষন যে থাকবে তা অসম্ভব নয়। কিন্তু তা বলে কোনো বস্তুকে কখনোই সরানো যাবে না এমনটা মিথ্যা। সাধারন অভিজ্ঞতা তাই বলে। কোনো বস্তুকে যত বেশি বল প্রয়োগ করা হয় ততই ঘর্ষন বাড়তে থাকে। কারন ঘর্ষন সবসময় বস্তুকে স্থির রাখতে চায়।

এখানে উল্লেখ্য যে : ঘর্ষন সব বস্তুর সাথে সংস্পর্শে থাকা সকল প্রকার তলের ক্ষেত্রে এক নয়। অর্থাত ঘর্ষন তখনই ধ্রুবক যখন বস্তু এবং যে তলে বস্তুটি রয়েছে তারা নির্দিষ্ট।

এখন ঘর্ষন বল প্রযুক্ত বল বৃদ্ধি পেতে পেতে একসময় আর বৃদ্ধি পায় না। অর্থাত ঘর্ষন একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত বর্ধনশীল।
অত এব যখন ঘর্ষন বল তার নির্দিষ্ট সীমায় পৌছে যাবে তখন খুব সামান্য পরিমান বল আরো প্রয়োগ করলেই বস্তুটি গতিশীল হবে। অর্থাত যে পরিমান ঘর্ষনের জন্য বস্তুটি এতক্ষন স্থির ছিল তাই হল সীমাস্থ ঘর্ষন (Limiting Value of Friction)

ধরা যাক, একটি বস্তু একটি অমসৃন তলে রয়েছে। এর ওপর বল প্রয়োগ করা হল। এবং এসময় ঘর্ষন বলও উদ্ভব হবে। ধরা যাক, যদি F পরিমান বল প্রয়োগ করলে বস্তুটি স্থির থাকে কিন্তু এর সামান্য পরিমান (0.001 একক) বাড়ালেই বস্তুটিতে তরণ সৃষ্টি হয়।

এখান থেকে বলা যায় যে ঘর্ষন বল f হল সর্বোচ্চ পরিমান যার জন্য F বলের বৃদ্ধি হওয়ার আগে পর্যন্ত বস্তুটি স্থির ছিল। অত এব f হল সীমাস্থ ঘর্ষন। যার বৃদ্ধি আর সম্ভব না।

সীমাস্থ ঘর্ষন কাকে বলে?

কোনো বস্তুকে কোনো একটি তলের সংস্পর্শে রেখে তার ওপর বল প্রয়োগ করলে উদ্ভুত ঘর্ষন বলের যে সর্বোচ্চ মানের জন্য বস্তুটি স্থির থাকে বা সবেমাত্র গতিশীল হবার চেষ্টা করে তাকে ওই বস্ত এবং তলের সাপেক্ষে তাদের সীমাস্থ ঘর্ষন বলা হয়।

---

ঘর্ষন বল সম্পর্কিত কোনো গানিতিক প্রশ্নের সমাধানে বস্তু যে তলে অবস্থিত সেই তলটি অনুভুমিকের সঙ্গে কোনো কোণ করে নত থাকলে তাকে বিবেচনা করতে হয় কারণ, সেক্ষেত্রে ঘর্ষনের প্রকৃতি আলাদা হয়।

Kindly note:

এই অংশে শুধুমাত্র অনুভুমিক তলে বস্তু এবং তলের মধ্যে ঘর্ষন নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে। পরবর্তী অংশে আমরা নততলের উপর ঘর্ষন, ঘর্ষনের সূত্রাবলি এবং ঘর্ষন গুণাঙ্ক নিয়ে আলোচনা করব।