শক্তি সংরক্ষণের আইন: বর্ণনা এবং উদাহরণ

সুচিপত্র:

শক্তি সংরক্ষণের আইন: বর্ণনা এবং উদাহরণ
শক্তি সংরক্ষণের আইন: বর্ণনা এবং উদাহরণ
Anonim

সম্ভাব্য শক্তি বরং একটি বিমূর্ত পরিমাণ, কারণ পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপরে একটি নির্দিষ্ট উচ্চতা রয়েছে এমন যেকোনো বস্তুর ইতিমধ্যেই একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সম্ভাব্য শক্তি থাকবে। এটি মুক্ত পতনের গতিকে পৃথিবীর উপরে উচ্চতা এবং ভর দ্বারা গুণ করে গণনা করা হয়। যদি শরীর চলমান থাকে, আমরা গতিশক্তির উপস্থিতি সম্পর্কে কথা বলতে পারি।

শক্তি সংরক্ষণের আইন
শক্তি সংরক্ষণের আইন

আইনের সূত্র এবং বিবরণ

বাহ্যিক প্রভাব থেকে বন্ধ একটি সিস্টেমে গতি এবং সম্ভাব্য শক্তি যোগের ফলাফল, যার অংশগুলি স্থিতিস্থাপকতা এবং মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কারণে মিথস্ক্রিয়া করে, পরিবর্তন হয় না - এটি হল শক্তি সংরক্ষণের নিয়ম ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স। এই আইনের সূত্রটি এইরকম দেখাচ্ছে: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2। এখানে Ek1 হল সময়ের একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে একটি নির্দিষ্ট ভৌত শরীরের গতিশক্তি, এবং Ep1 হল সম্ভাব্য শক্তি। একই Ek2 এবং Ep2 এর ক্ষেত্রেও সত্য, কিন্তু ইতিমধ্যেই পরবর্তী সময়ের মধ্যে। কিন্তু এই আইনটি তখনই সত্য যখন এটি পরিচালিত সিস্টেমটি বন্ধ (বা রক্ষণশীল)। এটি পরামর্শ দেয় যে যখন কেবল রক্ষণশীল শক্তিগুলি সিস্টেমে কাজ করে তখন মোট যান্ত্রিক শক্তির মান পরিবর্তন হয় না। যখন অ-রক্ষণশীল শক্তি কার্যকর হয়, তখন শক্তির কিছু পরিবর্তন হয়, অন্য রূপ নেয়। এই ধরনের সিস্টেমকে বলা হয় dissipative.শক্তি সংরক্ষণের আইন কাজ করে যখন বাহ্যিক শক্তি শরীরের উপর কোন ভাবেই কাজ করে না।

যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণের আইন
যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণের আইন

আইনের প্রকাশের একটি উদাহরণ

বর্ণিত আইনের ব্যাখ্যা করার সাধারণ উদাহরণগুলির মধ্যে একটি হল একটি ইস্পাত বল নিয়ে একটি পরীক্ষা যা একই পদার্থ বা কাচের একটি প্লেটে পড়ে, এটি প্রায় একই উচ্চতায় বাউন্স করে যেখানে এটি পতনের আগে ছিল। এই প্রভাবটি এই কারণে অর্জন করা হয় যে যখন বস্তুটি নড়াচড়া করে, তখন শক্তি কয়েকবার রূপান্তরিত হয়। প্রাথমিকভাবে, সম্ভাব্য শক্তির মান শূন্যের দিকে ঝুঁকতে শুরু করে, যখন গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, কিন্তু সংঘর্ষের পরে, এটি বলের স্থিতিস্থাপক বিকৃতির সম্ভাব্য শক্তিতে পরিণত হয়।

মোট যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণের আইন
মোট যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণের আইন

এটি চলতে থাকে যতক্ষণ না অবজেক্টটি সম্পূর্ণভাবে থেমে যায়, এই সময়ে প্লেট এবং পতিত বস্তু উভয়ের স্থিতিস্থাপক বিকৃতির কারণে এটি তার ঊর্ধ্বগামী নড়াচড়া শুরু করে।কিন্তু একই সময়ে, অভিকর্ষের সম্ভাব্য শক্তি খেলায় আসে। যেহেতু এই ক্ষেত্রে বলটি প্রায় একই উচ্চতায় বোঝা যায় যেখান থেকে এটি পড়েছিল, এর গতিশক্তি একই। উপরন্তু, একটি চলমান বস্তুর উপর ক্রিয়াশীল সমস্ত শক্তির যোগফল সমগ্র বর্ণিত প্রক্রিয়ার সময় একই থাকে, যা মোট যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণের আইন নিশ্চিত করে৷

ইলাস্টিক বিকৃতি - এটা কি?

উপরের উদাহরণটি সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য, একটি স্থিতিস্থাপক দেহের সম্ভাব্য শক্তি কী তা আরও বিশদে বোঝার জন্য উপযুক্ত - এই ধারণাটির অর্থ হল স্থিতিস্থাপকতার অধিকার, যা অনুমতি দেয়, যখন সিস্টেমের সমস্ত অংশ বিকৃত, বিশ্রামের অবস্থায় ফিরে আসার জন্য, শরীরে কিছু কাজ করা যার সাথে শারীরিক বস্তুর যোগাযোগ রয়েছে। স্থিতিস্থাপক শক্তিগুলির কাজ গতির গতিপথের আকার দ্বারা প্রভাবিত হয় না, যেহেতু তাদের কারণে করা কাজটি কেবলমাত্র নড়াচড়ার শুরুতে এবং শেষে শরীরের অবস্থানের উপর নির্ভর করে।

যখন বাইরের বাহিনী কাজ করছে

শাস্ত্রীয় মেকানিক্সে শক্তি সংরক্ষণের আইন
শাস্ত্রীয় মেকানিক্সে শক্তি সংরক্ষণের আইন

কিন্তু সংরক্ষণ আইন বাস্তব প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য নয় যেখানে ঘর্ষণ শক্তি জড়িত। একটি উদাহরণ হল মাটিতে পড়া একটি বস্তু। সংঘর্ষের সময় গতিশক্তি এবং ড্র্যাগ ফোর্স বৃদ্ধি পায়। এই প্রক্রিয়াটি মেকানিক্সের কাঠামোর সাথে খাপ খায় না, যেহেতু ক্রমবর্ধমান প্রতিরোধের কারণে শরীরের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। উপরের থেকে এটি অনুসরণ করে যে মেকানিক্সে শক্তি সংরক্ষণের আইনের গুরুতর সীমাবদ্ধতা রয়েছে৷

তাপগতিবিদ্যা

তাপগতিবিদ্যায় শক্তি সংরক্ষণের আইন
তাপগতিবিদ্যায় শক্তি সংরক্ষণের আইন

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র বলে: বাহ্যিক বস্তুর উপর কাজ করার কারণে সঞ্চিত তাপের পরিমাণের পার্থক্য এই অ-রক্ষণশীল থার্মোডাইনামিক সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনের সমান।

কিন্তু এই বিবৃতিটি প্রায়শই একটি ভিন্ন আকারে প্রণয়ন করা হয়: একটি থার্মোডাইনামিক সিস্টেম দ্বারা প্রাপ্ত তাপের পরিমাণ সিস্টেমের বাইরের বস্তুগুলিতে করা কাজ, সেইসাথে সিস্টেমের ভিতরে শক্তির পরিমাণ পরিবর্তন করার জন্য ব্যয় করা হয়।এই আইন অনুসারে, এটি এক রূপ থেকে অন্য রূপ পরিবর্তন করে অদৃশ্য হতে পারে না। এর থেকে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয় যে এমন একটি মেশিন তৈরি করা যা শক্তি ব্যবহার করে না (তথাকথিত চিরস্থায়ী গতির যন্ত্র) অসম্ভব, কারণ সিস্টেমটির বাইরে থেকে শক্তির প্রয়োজন হবে। কিন্তু অনেকে এখনও শক্তি সংরক্ষণের আইনকে আমলে না নিয়ে এটি তৈরি করার জন্য অবিরাম চেষ্টা করেছেন৷

তাপগতিবিদ্যায় সংরক্ষণ আইনের প্রকাশের একটি উদাহরণ

পরীক্ষাগুলি দেখায় যে থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলিকে বিপরীত করা যায় না। এর একটি উদাহরণ হল বিভিন্ন তাপমাত্রার দেহের সংস্পর্শ, যেখানে উত্তপ্তটি তাপ ছাড়বে এবং দ্বিতীয়টি তা গ্রহণ করবে। বিপরীত প্রক্রিয়া নীতিগতভাবে অসম্ভব। আরেকটি উদাহরণ হল তাদের মধ্যে একটি পার্টিশন খোলার পরে জাহাজের এক অংশ থেকে অন্য অংশে গ্যাসের স্থানান্তর, যদি দ্বিতীয় অংশটি খালি থাকে। এই ক্ষেত্রে পদার্থটি কখনই স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিপরীত দিকে চলতে শুরু করবে না। এটি পূর্বোক্ত থেকে অনুসরণ করে যে যেকোন থার্মোডাইনামিক সিস্টেম বিশ্রামের অবস্থায় থাকে, যেখানে এর পৃথক অংশগুলি ভারসাম্যপূর্ণ এবং একই তাপমাত্রা এবং চাপ থাকে।

হাইড্রোডাইনামিকস

হাইড্রোডাইনামিক প্রক্রিয়ায় সংরক্ষণ আইনের প্রয়োগ বার্নউলির বর্ণিত নীতিতে প্রকাশ করা হয়েছে। এটি এইরকম শোনাচ্ছে: তরল বা গ্যাসের প্রবাহের যেকোনো একক বিন্দুতে প্রতি ইউনিট আয়তনে গতিশীল এবং সম্ভাব্য শক্তি উভয়ের চাপের সমষ্টি একই। এর মানে হল প্রবাহের হার পরিমাপ করার জন্য, দুটি বিন্দুতে চাপ পরিমাপ করা যথেষ্ট। এটি সাধারণত একটি ম্যানোমিটার দিয়ে করা হয়। কিন্তু বার্নোলির সূত্রটি তখনই বৈধ হয় যখন প্রশ্নে থাকা তরলটির সান্দ্রতা শূন্য থাকে। বাস্তব তরলের প্রবাহ বর্ণনা করার জন্য, বার্নোলি ইন্টিগ্রাল ব্যবহার করা হয়, যার মধ্যে এমন পদ যোগ করা হয় যা প্রতিরোধকে বিবেচনা করে।

ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স

দুটি দেহের বিদ্যুতায়নের সময়, তাদের মধ্যে ইলেকট্রনের সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে, যার কারণে একটি দেহের ধনাত্মক চার্জ অপরটির ঋণাত্মক চার্জের পরম মানের সমান। এইভাবে, বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণের আইন বলে যে একটি বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে, তার দেহের চার্জের যোগফল পরিবর্তিত হয় না।এই বিবৃতিটিও সত্য যখন চার্জযুক্ত কণাগুলি রূপান্তরিত হয়। এইভাবে, যখন 2টি নিরপেক্ষভাবে চার্জযুক্ত কণার সংঘর্ষ হয়, তখনও তাদের চার্জের যোগফল শূন্যের সমান থাকে, যেহেতু একটি ঋণাত্মক চার্জযুক্ত কণার সাথে একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণাও উপস্থিত হয়৷

উপসংহার

ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সে শক্তি সংরক্ষণের আইন
ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সে শক্তি সংরক্ষণের আইন

যান্ত্রিক শক্তি, ভরবেগ এবং ভরবেগ সংরক্ষণের আইন - সময়ের একজাতীয়তা এবং এর আইসোট্রপির সাথে সম্পর্কিত মৌলিক শারীরিক আইন। এগুলি মেকানিক্সের কাঠামোর দ্বারা সীমাবদ্ধ নয় এবং মহাকাশে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়া এবং কোয়ান্টাম ঘটনা উভয় ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য। সংরক্ষণ আইন গতির সমীকরণ ব্যবহার করে অধ্যয়ন না করেই বিভিন্ন যান্ত্রিক প্রক্রিয়ার তথ্য পাওয়া সম্ভব করে তোলে। যদি তাত্ত্বিকভাবে কিছু প্রক্রিয়া এই নীতিগুলিকে উপেক্ষা করে, তবে এই ক্ষেত্রে পরীক্ষা চালানো অর্থহীন, কারণ সেগুলি অকার্যকর হবে।

প্রস্তাবিত: