নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র, ধ্রুপদী মেকানিক্সের মৌলিক নীতিগুলির মধ্যে একটি, একটি বস্তুর উপর ক্রিয়াশীল শক্তি, তার ভর এবং তার ত্বরণের মধ্যে সম্পর্কের একটি পরিমাণগত বিবরণ প্রদান করে। এই আইন কিভাবে এবং কেন বস্তুগুলি যেভাবে চলে সেই পথে চলে তা বোঝার একটি ভিত্তি।
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র বলে যে একটি বস্তুর ত্বরণ তার উপর ক্রিয়াশীল নেট বলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং তার ভরের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। এই সম্পর্কটি সমীকরণ হিসাবে তৈরি করা যেতে পারে:
\(a = \frac{F}{m}\)
কোথায়:
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের সারমর্ম হল একটি বস্তুর উপর প্রয়োগ করা বল কীভাবে তার গতিকে প্রভাবিত করে তা বোঝা। এই আইনটি আমাদের বলে যে একটি বৃহত্তর বল একটি বৃহত্তর ত্বরণের দিকে নিয়ে যায় এবং একটি বৃহত্তর ভর একই বলের জন্য কম ত্বরণের দিকে নিয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, গাড়ির বৃহত্তর ভরের কারণে একটি গাড়িকে ধাক্কা দিলে একই শক্তি দিয়ে একটি সাইকেলকে ধাক্কা দেওয়ার তুলনায় কম ত্বরণ হবে।
বল এবং ত্বরণের মধ্যে প্রত্যক্ষ আনুপাতিকতার মানে হল যে আপনি যদি কোনো বস্তুর উপর প্রয়োগ করা বলকে দ্বিগুণ করেন, তাহলে তার ত্বরণও দ্বিগুণ হয়ে যায়, ধরে নেওয়া হয় যে ভর স্থির থাকে। বিপরীতভাবে, আপনি যদি ভিন্ন ভরের দুটি বস্তুতে একই বল প্রয়োগ করেন, তাহলে বৃহত্তর ভরের বস্তুটির একটি ছোট ত্বরণ হবে।
ভর এবং ত্বরণের মধ্যে বিপরীত সম্পর্ক দেখায় যে একটি বস্তুর গতি যদি একটি বড় ভর থাকে তবে পরিবর্তন করা আরও কঠিন। এই কারণেই ভারী বস্তুর হালকা বস্তুর মতো একই ত্বরণ অর্জনের জন্য আরও বল প্রয়োজন।
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র দ্বারা বেশ কিছু দৈনন্দিন ঘটনা ব্যাখ্যা করা হয়েছে। আপনি যখন একটি সকার বল কিক করেন, তখন বলের বিরুদ্ধে আপনার পায়ের বল এর ত্বরণে পরিণত হয়। আপনি যত শক্ত কিক করবেন, বলটির ত্বরণ তত বেশি হবে। একইভাবে, ড্রাইভিং করার সময়, আপনার গাড়ির ত্বরণ সরাসরি ইঞ্জিন প্রয়োগের পরিমাণের সাথে সম্পর্কিত। আপনি যখন অ্যাক্সিলারেটর প্যাডেলে চাপ দেন, তখন আপনি বল বাড়াচ্ছেন, যার ফলে গাড়ির ত্বরণ বেড়ে যায়।
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র প্রদর্শনের জন্য একটি সাধারণ পরীক্ষায় একটি খেলনা গাড়ি, একটি স্প্রিং স্কেল এবং বিভিন্ন ওজন ব্যবহার করা জড়িত। খেলনা গাড়িতে স্প্রিং স্কেল সংযুক্ত করে এবং এটিকে একটি পৃষ্ঠ জুড়ে টানিয়ে, আপনি প্রয়োগ করা বল পরিমাপ করতে পারেন। তারপরে গাড়িতে বিভিন্ন ওজন যোগ করে (এর ফলে এর ভর পরিবর্তন করে) এবং একই বল প্রয়োগ করে, আপনি ত্বরণ কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা লক্ষ্য করতে পারেন। এই ব্যবহারিক প্রদর্শন আইন দ্বারা বর্ণিত বল, ভর এবং ত্বরণের মধ্যে সম্পর্ককে তুলে ধরে।
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অজানা পরিমাণ গণনা করার জন্য বিভিন্ন পরিস্থিতিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনি একটি বস্তুর ভর এবং আপনি যে ত্বরণ অর্জন করতে চান তা জানেন, আপনি প্রয়োজনীয় বল গণনা করতে পারেন। বিপরীতভাবে, একটি বস্তুর উপর প্রয়োগ করা বল এবং এর ত্বরণ পরিমাপ করে, আপনি তার ভর নির্ধারণ করতে পারেন। এই নমনীয়তা নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রকে পদার্থবিজ্ঞানের একটি শক্তিশালী হাতিয়ার করে তোলে।
বল গণনার জন্য নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের একটি গাণিতিক অভিব্যক্তি হল:
\(F = m \cdot a\)
এই সূত্রটি গতিবিদ্যার সমস্যা সমাধানের জন্য উপযোগী যেখানে কোনো বস্তুর উপর কাজ করে এমন শক্তি যেমন মাধ্যাকর্ষণ, ঘর্ষণ বা প্রয়োগ করা শক্তিগুলি পরিচিত, এবং আপনাকে ত্বরণ বা তদ্বিপরীত খুঁজে বের করতে হবে।
নিউটনের দ্বিতীয় আইন প্রকৌশল, মহাকাশ, স্বয়ংচালিত নকশা এবং আরও অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য। এটি নিরাপদে পছন্দসই ত্বরণ অর্জন করতে পারে তা নিশ্চিত করার জন্য যানবাহনগুলির নকশায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। মহাকাশে, এটি রকেট উৎক্ষেপণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি গণনা করতে এবং মহাকাশে তাদের চালচলন করতে ব্যবহৃত হয়। এই আইনটি কাজ এবং শক্তির নীতিগুলিকেও আন্ডারপিন করে, কীভাবে শক্তিগুলি গতি এবং গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয় তার একটি মৌলিক উপলব্ধি প্রদান করে।
খেলাধুলায়, নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের প্রভাব বোঝা কর্মক্ষমতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সকারে, একজন খেলোয়াড়ের কিক দ্বারা বলের উপর প্রদত্ত বলকে ত্বরণ এবং শেষ পর্যন্ত বলের গতি এবং গতিপথ পরিবর্তন করতে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। একইভাবে, ট্র্যাক এবং ফিল্ডের ক্রীড়াবিদরা তাদের চলাচলের দক্ষতা সর্বাধিক করার জন্য এই আইনটি ব্যবহার করে, তাদের ভর এবং তারা যে শক্তি প্রয়োগ করে তা গতিতে রূপান্তরিত হয় তা বোঝার জন্য।
নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র সম্পর্কে একটি সাধারণ ভুল ধারণা হল ওজনের সাথে ভরকে বিভ্রান্ত করা। যদিও ভর একটি বস্তুতে পদার্থের পরিমাণের একটি পরিমাপ এবং ধ্রুবক, ওজন হল সেই ভরের উপর কাজ করে অভিকর্ষ বল। সুতরাং, নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র প্রয়োগ করার সময়, দুটির মধ্যে পার্থক্য করা এবং গণনায় সঠিক পরিমাণ (ভর) ব্যবহার করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
আরেকটি ভুল ধারণা হল একই ভরের বস্তুগুলি একই বল প্রয়োগ করা হলে সবসময় একই ত্বরণ অনুভব করবে। এই অতি সরলীকরণ ঘর্ষণ এবং বায়ু প্রতিরোধের মতো বাহ্যিক কারণগুলিকে উপেক্ষা করে, যা ত্বরণকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রটি আদর্শ অবস্থা ধরে নেয় যদি না অন্যথায় উল্লেখ করা হয়, তাই বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রায়ই এই বাহ্যিক শক্তিগুলির জন্য অ্যাকাউন্টের সমন্বয় প্রয়োজন হয়।
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র বল, ভর এবং ত্বরণের মধ্যে সম্পর্ক বোঝার জন্য একটি মৌলিক কাঠামো প্রদান করে। এটি শুধুমাত্র পদার্থবিদ্যায় গুরুত্বপূর্ণ নয়, প্রকৌশল, খেলাধুলা এবং দৈনন্দিন জীবনেও এর ব্যাপক প্রয়োগ রয়েছে। তাত্ত্বিক ধারণাগুলি অন্বেষণ করে এবং ব্যবহারিক পরীক্ষায় নিযুক্ত করার মাধ্যমে, এই আইনের নীতিগুলি বিভিন্ন প্রসঙ্গে পর্যবেক্ষণ এবং ব্যবহার করা যেতে পারে। আইনের সরলতা এর গুরুত্বকে অস্বীকার করে, আমাদের মহাবিশ্বে গতির মেকানিক্স এবং শক্তির প্রকৃতি সম্পর্কে গভীর অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।
