সরল দোলক এ শক্তি নিত্যতা এইচএসসি (একাদশ – দ্বাদশ শ্রেণী) – পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র [ HSC (Class 11-12) – Physics 1st Paper ] এর “৪র্থ অধ্যায় [ Chapter 4 ]” এ পড়ানো হয় |
সরল দোলক এ শক্তি নিত্যতা
শক্তির নিত্যতা সূত্র বা সংরক্ষণশীলতা নীতি (Conservation Law of Energy)
সংরক্ষণশীলতা নীতির বিবৃতি (Statement of Conservation Law of Energy)
কোনো ব্যবস্থায় কেবল সংরক্ষণশীল বল ক্রিয়া করলে ব্যবস্থার গতিশক্তি ও বিভব শক্তির সমষ্টি সর্বদা ধ্রুব থাকে। অর্থাৎ
গতিশক্তি+বিভবশক্তি=ধ্রুবক
ব্যাখ্যা : কোনো একটি ব্যবস্থায় যদি সংরক্ষণশীল বল ক্রিয়া করে, তবে সেই ব্যবস্থার যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষিত থাকে। সে ক্ষেত্রে ব্যবস্থার গতিশক্তি ও বিভব শক্তির সমষ্টি অর্থাৎ যান্ত্রিক শক্তি ধ্রুব থাকে। যদি ব্যবস্থার গতিশক্তি হ্রাস পায়, তবে বিভব শক্তি বৃদ্ধি পায় আর যদি বিভব শক্তি হ্রাস পায় তবে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়।
কিন্তু তাদের সমষ্টির কোনো পরিবর্তন হয় না। ধরা যাক, কোনো ব্যবস্থার আদি বিভব শক্তি এবং আদি গতিশক্তি । ব্যবস্থার উপর সংরক্ষণশীল বল ক্রিয়া করায় ব্যবস্থার শেষে বিভব শক্তি ও গতিশক্তি হলো যথাক্রমে এবং । এখন যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি অনুসারে,
অর্থাৎ +=ধ্রুবক
অসংরক্ষণশীল বলের ক্ষেত্রে যেমন যদি কোনো ব্যবস্থায় ঘর্ষণ বল ক্রিয়া করে তখন এই সমীকরণ খাটে না, অর্থাৎ যান্ত্রিক শক্তি ধ্রুব থাকে না।
শক্তির নিত্যতার নীতির ব্যবহার (Uses of Conservation law of Energy)
ক. উৎক্ষেপিত বস্তুর সর্বোচ্চ উচ্চতা
একটি বস্তুকে যখন খাড়া উপরের দিকে নিক্ষেপ করা হয় তখন শক্তির নিত্যতার নীতি (Conservation Law of Energy) অনুসারে সবসময় তার মোট যান্ত্রিক শক্তি অর্থাৎ বিভব শক্তি ও গতিশক্তির সমষ্টি ধ্রুব থাকে। ধরা যাক, m ভরের একটি বস্তুকে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে খাড়া উপরের দিকে 0 বেগে নিক্ষেপ করা হলো।
নিক্ষেপের মুহূর্তে, বস্তুটি ভূ-পৃষ্ঠে থাকে, ফলে উচ্চতা ℎ=0।
সুতরাং নিক্ষেপের সময়
বিভব শক্তি, 1=ℎ=0
গতিশক্তি, 1=1202
∴মোট যান্ত্রিক শক্তি, 1=1+1=0+1202=1202

বস্তুটি যত উপরে উঠতে থাকে, তার বেগ ততো কমতে থাকবে। কমতে কমতে বেগ শূন্য হলে সেটি আবার অভিকর্ষ বলের প্রভাবে নিচে নামতে থাকবে। সুতরাং সর্বোচ্চ উচ্চতায় v=0। ধরা যাক, এ সর্বোচ্চ উচ্চতা ℎmax।
সুতরাং সর্বোচ্চ উচ্চতায়
বিভব শক্তি,2=ℎmax
গতিশক্তি, 2=122=0
∴মোট যান্ত্রিক শক্তি, 2=2+2=ℎmax+0=ℎmax
এখন শক্তির নিত্যতার নীতি অনুসারে,
2=1∴ℎmax=1202∴ℎmax=022
এ সমীকরণই আমরা তৃতীয় অধ্যায়ে গতির সমীকরণ থেকে পেয়েছি।
সরল দোলক এ শক্তি নিত্যতা বিস্তারিত দেখুন ঃ
আরও দেখুনঃ