অভিকর্ষজ ত্বরণের হিসাব: পৃথিবীতে ও অন্যান্য গ্রহে নির্ধারণের পদ্ধতি

আজকের আর্টিকেলে আমরা অভিকর্ষজ ত্বরণের বিস্তর বিষয় নিয়ে আলোচনা করব। আমরা এই বিষয়গুলো বিবেচনা করবঃ অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কী, এটি কীভাবে পরিমাপ করা হয়, পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে এটি কীভাবে পরিবর্তিত হয়, এটি ত্বরণকে কীভাবে প্রভাবিত করে, এর কী কী প্রায়োগিক প্রয়োগ আছে এবং এর একটি সংক্ষিপ্ত ইতিহাস। এই আর্টিকেলটি শেষ করার পর, আপনার অভিকর্ষজ ত্বরণ সম্পর্কে একটি সুস্পষ্ট ধারণা থাকবে এবং আপনি এর বিভিন্ন দিক বুঝতে পারবেন। তাহলে শুরু করা যাক!

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কি?

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান পৃথিবীর পৃষ্ঠে 9.8 মিটার পার সেকেন্ডের বর্গ (m/s²)। এটি একটি ভেক্টর রাশি, যার অর্থ এর একটি মান এবং দিক উভয়ই রয়েছে। ভূপৃষ্ঠের সাপেক্ষে অভিকর্ষজ ত্বরণের দিক সর্বদা পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে নির্দেশ করে।

মূলত অভিকর্ষজ ত্বরণের এই মানটি আইজাক নিউটন দ্বারা তার সার্বজনীন মাধ্যাকর্ষণের সূত্র থেকে গণনা করা হয়েছিল। এই সূত্র অনুসারে, যেকোনো দুটি বস্তুর মধ্যে আকর্ষণ বল তাদের ভর এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বর্গের ব্যাস্তানুপাতিক। পৃথিবীর ভর এবং পৃষ্ঠ থেকে এর কেন্দ্রের দূরত্ব জানা থাকায় নিউটন অভিকর্ষজ ত্বরণের মান গণনা করতে সক্ষম হন।

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান পৃথিবীর পৃষ্ঠে স্থান থেকে স্থানে কিছুটা পরিবর্তিত হয়। এটি ভূ-পৃষ্ঠের আকৃতি, ঘনত্ব এবং উচ্চতার উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, সমুদ্রপৃষ্ঠের চেয়ে পাহাড়ের চূড়ায় অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কম। এটি কারণ পাহাড়ের চূড়া পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে সমুদ্রপৃষ্ঠের চেয়ে দূরে অবস্থিত।

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান জানা পদার্থবিজ্ঞানের বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, এটি মুক্ত পতনের গতি, নিক্ষিপ্ত বস্তুর গতি এবং উপগ্রহের কক্ষপথ গণনা করতে ব্যবহৃত হয়।

কিভাবে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান মাপা হয়?

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান নির্ণয় করার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। একটি সাধারণ পদ্ধতি হল একটি সরল লোলক ব্যবহার করা। একটি সরল লোলক একটি সুতা বা তার দ্বারা স্থগিত করা একটি ভর। যখন লোলকটি স্থানচ্যুত করা হয়, তখন তা দোলন করতে শুরু করে। দোলনের সময়কাল (T) হল একটি সম্পূর্ণ দোলন (বাম থেকে ডান এবং ডান থেকে বামে) সম্পন্ন করতে লোলকের সময় লাগে। লোলকের দৈর্ঘ্য (l) এবং দোলনের সময়কালের বর্গের (T^2) অনুপাত অভিকর্ষজ ত্বরণ (g) এর মানের সমান। অর্থাৎ, g = 4π^2 * l / T^2। এই সূত্রটি ব্যবহার করে, আমরা লোলকের দৈর্ঘ্য এবং দোলনের সময়কাল পরিমাপ করে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান নির্ণয় করতে পারি।

পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের পার্থক্য

পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান ভিন্ন। এই পার্থক্যটি মূলত পৃথিবীর আকার এবং ঘূর্ণন দ্বারা সৃষ্ট হয়। পৃথিবী একটি গোলক, যার অর্থ এর পৃষ্ঠটি কেন্দ্র থেকে সমান দূরত্বে অবস্থিত নয়। এর ফলে, বিষুবরেখার কাছে অবস্থিত বস্তুগুলি মেরুগুলির কাছে অবস্থিত বস্তুগুলির তুলনায় কেন্দ্র থেকে দূরে অবস্থান করে। এই বর্ধিত দূরত্বের কারণে বিষুবরেখার কাছে অবস্থিত বস্তুগুলির উপর কেন্দ্রমুখী বল কমে যায়, যার ফলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কমে যায়।

অতিরিক্তভাবে, পৃথিবীর ঘূর্ণনও অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের উপর প্রভাব ফেলে। পৃথিবী যখন ঘোরে, তখন এটি বস্তুগুলিকে বহিঃমুখী বল প্রয়োগ করে। এই বহিঃমুখী বল অভিকর্ষজ ত্বরণের বিপরীত দিকে কাজ করে, যার ফলে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান হ্রাস পায়। বিষুবরেখার কাছে অবস্থিত বস্তুগুলি এই বহিঃমুখী বলের সর্বাধিক প্রভাব অনুভব করে, কারণ সেখানে ঘূর্ণনের গতি সবচেয়ে বেশি।

এই কারণগুলির সম্মিলিত প্রভাবের কারণে বিষুবরেখার কাছে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান মেরুগুলির কাছে অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের চেয়ে প্রায় 0.5% কম। বিষুবরেখায় অভিকর্ষজ ত্বরণের মান প্রায় 9.78 মি/সে² এবং মেরুগুলিতে এটি প্রায় 9.83 মি/সে²।

অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কীভাবে ত্বরণ প্রভাবিত করে?

ভূপৃষ্ঠে অবস্থিত কোনো বস্তুর অভিকর্ষজ ত্বরণের মান প্রায় 9.81 মিটার প্রতি সেকেন্ডের বর্গ। এই মান সারা পৃথিবী জুড়ে প্রায় ধ্রুবক, যদিও এটি অক্ষাংশ এবং উচ্চতার কারণে কিছুটা পরিবর্তিত হতে পারে।

অভিকর্ষজ ত্বরণ বস্তুর ত্বরণকে প্রভাবিত করে কারণ এটি বস্তুর উপর কাজ করা বল নির্ধারণ করে। অভিকর্ষজ ত্বরণ যত বেশি হবে, বস্তুর উপর কাজ করা বলও তত বেশি হবে এবং এটি তত দ্রুত ত্বরান্বিত হবে। উদাহরণস্বরূপ, চাঁদে অভিকর্ষজ ত্বরণ পৃথিবী অপেক্ষা অনেক কম, যার ফলে চাঁদে বস্তু পৃথিবীতে অপেক্ষা অনেক ধীর গতিতে ত্বরান্বিত হয়।

অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের প্রাকটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনসমূহ

সাধারণ জীবনে আমরা অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের প্রয়োগের কথা খুব একটা ভাবি না। তবে, এই মানটি আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অসংখ্য কাজে প্রয়োগ পায়।

যেমন, যখন আমরা একটি বস্তু ফেলি, তখন মাধ্যাকর্ষণের কারণে তা নিচের দিকে ত্বরান্বিত হয়। এই ত্বরণের মানই অভিকর্ষজ ত্বরণের মান। এটি মাধ্যাকর্ষণকে কতটা শক্তিশালী তা নির্দেশ করে। আমরা এই মানটি ব্যবহার করি একটি বস্তুর নিক্ষেপের পরে কত দূর যাবে এবং কত সময় লাগবে তা গণনা করতে।

অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের অন্য একটি সাধারণ প্রয়োগ হলো তরলের ঘনত্ব নির্ধারণ করা। একটি বস্তুর ঘনত্ব হলো এর ভর এবং আয়তনের অনুপাত। আমরা একটি বস্তুর ঘনত্ব নির্ধারণ করতে পারি এটিকে তরলে নিমজ্জিত করে এবং তার তলানির উপর কাজ করা বল গণনা করে। এই বল অভিকর্ষজ ত্বরণের মান এবং বস্তুর আয়তনের গুণফলের সমান।

অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ হলো বস্তুর ভর নির্ধারণ করা। একটি বস্তুর ভর হলো এর জড়তা পরিমাপ। আমরা একটি বস্তুর ভর নির্ধারণ করতে পারি এটিকে একটি স্প্রিং স্কেলে স্থাপন করে এবং স্প্রিং দ্বারা প্রযুক্ত বল গণনা করে। এই বল অভিকর্ষজ ত্বরণের মান এবং বস্তুর ভরের গুণফলের সমান।

এই তিনটি প্রয়োগ ছাড়াও, অভিকর্ষজ ত্বরণের মানের আরও অনেক প্রাকটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। এই মানটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়, যেমন বলবিদ্যা, তরল গতিবিদ্যা এবং ভূতত্ত্ব।

অভিকর্ষজ ত্বরণের ইতিহাস

এবং এর মান নিয়ে এতদিনে জানা গেছে প্রায় সবকিছুই। এখন তুমিও জানতে পারবে অভিকর্ষজ ত্বরণের মান কত। কিন্তু তার আগে জেনে নেওয়া দরকার অভিকর্ষজ ত্বরণ সম্পর্কে কিছু মূল তথ্য।

অভিকর্ষজ ত্বরণ হচ্ছে একটি বস্তুর ওপর নিজের চেয়ে বেশি ভরের আরেকটি বস্তু ক্রিয়া করে যে ত্বরণ যার মান বলের মানকে ওই বস্তুর ভর দ্বারা ভাগ করলে পাওয়া যায়। সাধারণত পৃথিবীর অভিকর্ষজ ত্বরণ বোঝাতে এটি ব্যবহার করা হয়। পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছে অভিকর্ষজ ত্বরণ প্রায় 9.81 মিটার/সেকেন্ড^2 (32.17 ফুট/সেকেন্ড^2)। এর মানে এই যে, যদি তুমি কোন কিছুকে ছেড়ে দাও তবে প্রতি সেকেন্ডে এটি প্রায় 9.81 মিটার নিচের দিকে ত্বরান্বিত হবে।

আমাদের পৃথিবীর অভিকর্ষজ ত্বরণের এই মানটি সব জায়গায় এক নয়। পৃথিবীর বিষুব রেখায় এর মান সবচেয়ে বেশি, প্রায় 9.83 মিটার/সেকেন্ড^2। এবং মেরু অঞ্চলে এর মান সবচেয়ে কম, প্রায় 9.80 মিটার/সেকেন্ড^2। এর কারণ হচ্ছে পৃথিবী একটি নিখুঁত গোলাকার নয়, এর আকৃতি একটি চ্যাপ্টা গোলকের মতো।