ভৰ, ওজন আৰু ওজনশূন্যতা

ভৰ (mass) আৰু ওজন (weight) দুটা পৃথক ৰাশি। ভৰটো এটা ধ্ৰুৱক, ই বস্তুৰ পৰিমাণ বুজায়। যিকোনো বস্তুৰ ই এক অন্তৰ্নিহিত ধৰ্ম। কিন্তু ওজন ঠাইভেদে সলনি হ’ব পাৰে। পৃথিৱীয়ে কিমান বলেৰে বস্তু এটাক নিজৰ কেন্দ্ৰৰ ফালে টানি আছে, ওজনে সেই মান দিয়ে। অৰ্থাৎ ওজন হ’ল একপ্ৰকাৰৰ বল। একেটা বস্তুৰে ওজন পৃথিৱীত বেলেগ, চন্দ্ৰত বেলেগ হ’ব।

আমাৰ দৈনন্দিন ব্যৱহাৰৰ ক্ষেত্ৰত দেখা যায় যে মানুহে ভৰ আৰু ওজনৰ কোনো পাৰ্থক্য নাৰাখে। বহু ঠাইত ‘ভৰ’ বুজাবলৈ ‘ওজন’ শব্দটোও ব্যৱহাৰ কৰা দেখা যায়। বজাৰৰ পৰা কিনি অনা আলু-পিয়াজ, চাউল-দাইল আদি সকলো হিচাপ-নিকাচত আমি কিলোগ্ৰাম, গ্ৰাম আদি একককেইটা ব্যৱহাৰ কৰোঁ। এইকেইটা দৰাচলতে ভৰৰ একক। গতিকে এক কেজি চাউলৰ ভৰ চন্দ্ৰলৈ নিলেও এক কেজি হৈয়ে থাকিব। সি নাবাঢ়ে, নকমে। কিন্তু বৈজ্ঞানিক সংজ্ঞাৰ দিশৰ পৰা এক কেজি চাউলৰ ওজননো কিমান?

নিউটনৰ সূত্ৰ অনুসৰি যিকোনো বস্তুৰ ওজন পোৱা যায় তাৰ ভৰক সেই ঠাইত ক্ৰিয়া কৰি থকা মাধ্যাকৰ্ষণিক ত্বৰণৰ সৈতে পূৰণ কৰি। অৰ্থাৎ, ওজন = ভৰ × মাধ্যাকৰ্ষণিক ত্বৰণ। পৃথিৱীৰ ক্ষেত্ৰত মাধ্যাকৰ্ষণিক ত্বৰণৰ মান গড়ে প্ৰায় ৯.৮ মিটাৰ/ছেকেণ্ড²। গতিকে ১ কেজি চাউলৰ ওজন = ১ কিলোগ্ৰাম × ৯.৮ মিটাৰ/ছেকেণ্ড² = ৯.৮ নিউটন। একেদৰে ৫০ কেজি ভৰৰ মানুহ এজনৰ ওজন হ’ব = ৫০ কিলোগ্ৰাম × ৯.৮ মিটাৰ/ছেকেণ্ড² = ৪৯০ নিউটন। চন্দ্ৰৰ ক্ষেত্ৰত ইয়াৰ মহাকৰ্ষণ শক্তি পৃথিৱীৰ মাধ্যাকৰ্ষণ শক্তিৰ তুলনাত কম। ইয়াৰ মহাকৰ্ষণিক ত্বৰণৰ মান প্ৰায় ১.৬২৫ মিটাৰ/ছেকেণ্ড² । গতিকে ৫০ কেজি ভৰ থকা মানুহজনৰ চন্দ্ৰত ওজন হ’বগৈ মাত্ৰ ৮১.২৫ নিউটন। অৱশ্যে পৃথিৱীৰ ওপৰিভাগতো সকলো ঠাইতে মাধ্যাকৰ্ষণিক ত্বৰণৰ মান সম্পূৰ্ণ একে নহয়। সেই অনুসাৰে পৃথিৱীতেই অঞ্চলভেদে ওজনৰ কিছু হেৰফেৰ হয়। কিন্তু তাৰ বাবে বজাৰ-সমাৰ, জোখ-মাখত আমাৰ কোনো সমস্যা নহয়। কাৰণ এইবোৰ ক্ষেত্ৰত আমি বস্তুৰ পৰিমাণহে জোখোঁ, যিটো দিয়ে ভৰৰ মাপে।

এতিয়া প্ৰশ্ন হ’ল, আমি নিজৰ ওজন নে ভৰ অনুভৱ কৰোঁ? আমি প্ৰায়েই শুনি থাকোঁ মহাকাশত অনুভূত হোৱা ওজনশূন্যতাৰ কথা। যেন একো বলে দেহত ক্ৰিয়া কৰি থকা নাই। সম্পূৰ্ণ শূন্যত ওপঙি থকাৰ নিচিনা যি অনুভৱ। এটা কথা স্পষ্ট যে মহাকাশত থাকিলেও মহাকাশচাৰীজনৰ দেহৰ আয়তন বা অংগ-প্ৰত্যংগ কমি নাযায়, অৰ্থাৎ মহাকাশচাৰীজনৰ ভৰ একেই থাকে। কিন্তু মানুহজনে অনুভৱ কৰা ওজন অথবা বলৰ পৰিমাণহে শূন্য। তেন্তে আমি ক’ব পাৰোঁ নেকি যে পৃথিৱীয়ে মহাকাশচাৰীজনৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰি থকা মাধ্যাকৰ্ষণিক বলৰ পৰিমাণো শূন্য? 

কোনো গ্ৰহ বা নক্ষত্ৰৰ আকৰ্ষণী প্ৰভাৱ নথকা গভীৰ মহাকাশত থাকিলে এই কথাষাৰ সঁচা হ’ব। কিন্তু আমাৰ মহাকাশচাৰীসকলৰ ক্ষেত্ৰত এই কথা সঁচা নহয়। কিয়নো মহাকাশচাৰীসকলে সাধাৰণতে পৃথিৱীৰ পৰা যথেষ্ট ওচৰৰ কক্ষপথতে প্ৰদক্ষিণ কৰে। পৃথিৱীৰ মাধ্যাকৰ্ষণ বলে তেওঁলোকক নিৰ্দিষ্ট কক্ষপথত থকাত সহায়হে কৰে। তেন্তে এই ওজনশূন্যতা আহিল ক’ৰপৰা?

ইয়াৰ কাৰণটো হ’ল-  আমি অনুভৱ কৰা ওজন আৰু পৃথিৱীয়ে নিজৰ ফালে টানি ৰখা বলৰ মান সদায়ে সমান নহয়। আমি অনুভৱ কৰা ওজন কেৱল মাধ্যাকৰ্ষণিক বলৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ নকৰে। আমি থিয় দি থকা পৃষ্ঠখনে আমাক যিমান বলেৰে ধৰি ৰাখে; সেই মানটোকহে আমি ওজন হিচাপে অনুভৱ কৰোঁ। ভূপৃষ্ঠত থিয় দি থাকিবৰ সময়ত পৃথিৱীৰ মাধ্যাকৰ্ষণিক শক্তিয়ে যিমান বলেৰে আমাক আকৰ্ষণ কৰে, ভূপৃষ্ঠয়ো আমাক ধৰি ৰাখিবলৈ ওপৰৰ দিশে সমান বল প্ৰয়োগ কৰে। সেইবাবে মাটিত থিয় দি থাকিবৰ সময়ত আমি আমাৰ যিটো প্ৰকৃত ওজন বুলি কওঁ, ঠিক সিমানেই ওজন অনুভৱ কৰোঁ।

কিন্তু এইবাৰ লিফ্ট এটাৰে উঠা-নমা কৰাৰ উদাহৰণটোলৈ মন কৰা। যেতিয়া আমি স্থিৰ অৱস্থাত থকা লিফ্ট এটাৰ ভিতৰত থাকোঁ, তেতিয়া লিফ্টৰ তলৰ পৃষ্ঠখনে আমাক ধৰি ৰাখিবলৈ মাধ্যাকৰ্ষণিক বলৰ সমানেই ঊৰ্ধ্বমুখী বল এটা দিয়ে। সেইবাবে লিফ্টৰ ভিতৰত ৰৈ থাকিলেও আমি আমাৰ স্বাভাৱিক ওজনটোকে অনুভৱ কৰিম। কিন্তু যেতিয়াই তুমি লিফ্টৰ জৰিয়তে ওপৰ মহলা এটালৈ যাবা, লিফ্টৰ তলৰ পৃষ্ঠখনে অতিৰিক্ত বল এটাৰে তোমাক ঊৰ্ধ্বমুখী গতি দিব লাগিব। আৰম্ভণিতে ৰৈ থকা মুহূৰ্তৰ পৰা তোমাক লিফ্টটোৰ নিৰ্দিষ্ট বেগটোত উপনীত কৰাবলৈ এই অতিৰিক্ত বলৰ প্ৰয়োজন হ’ল। অৰ্থাৎ কেইমুহূৰ্তমানৰ বাবে তোমাৰ দেহত লিফ্টৰ তলপৃষ্ঠখনে প্ৰয়োগ কৰা বল মাধ্যাকৰ্ষণিক বলতকৈ বেছি। সেইবাবেই লিফ্টেৰে ওপৰলৈ উঠিবৰ সময়ত আমাৰ ওজন বৃদ্ধি হোৱা যেন অনু্ভৱ হয়। (অৱশ্যে ওজন বৃদ্ধিৰ অনুভৱটো ওপৰলৈ উঠা আৰম্ভ কৰা মুহূৰ্তটোতহে হয়। তোমাৰ দেহেও স্থিৰ অৱস্থাৰ পৰা গৈ লিফ্টটোৱে গতি কৰি থকা নিৰ্দিষ্ট সুষম বেগটো লাভ কৰাৰ পিছত পৃষ্ঠখনে অতিৰিক্ত বল প্ৰয়োগ কৰি থকাৰ কোনো প্ৰয়োজন নাই। গতিকে ওপৰলৈ উঠিবলৈ আৰম্ভ কৰা মুহূৰ্তটোৰ বাহিৰে বাকী সময়খিনিত আমাৰ স্বাভাৱিক ওজনটোকে অনুভৱ হ’ব)।

এতিয়া নিম্নমুখী গতিৰ কথাটো বিবেচনা কৰি চোৱা। এইবাৰো স্থিৰ লিফ্টটোত উঠাৰ লগে লগে তোমাৰ ওপৰত লিফ্টৰ তল পৃষ্ঠখনে মাধ্যাকৰ্ষণিক বলৰ সমানেই বল প্ৰয়োগ কৰিব। গতিকে প্ৰথম অৱস্থাত তুমি নিজৰ স্বাভাৱিক ওজন অনুভৱ কৰিবা। কিন্তু তলৰ মহলা এটালৈ যাত্ৰা কৰিবৰ বাবে তোমাক স্থিৰ অৱস্থাৰ পৰা এটা নিম্নমুখী সুষম বেগত উপনীত কৰাব লাগিব। সেই উদ্দেশ্যে লিফ্টটোৱে তললৈ যাব লোৱাৰ লগে লগেই কেইমুহূৰ্তমানৰ বাবে তোমাৰ ভৰিত পৃষ্ঠখনে ক্ৰিয়া কৰি থকা বলৰ পৰিমাণ কমি যাব। কিয়নো জড়তাৰ বাবে তোমাৰ দেহেও লিফ্টৰ সুষম বেগ লাভ কৰিবলৈ সামান্য সময় লাগিব। গতিকে সেইকেইটা মুহূৰ্তত তোমাক পৃষ্ঠখনে ধৰি ৰখা ঊৰ্ধ্বমুখী বল মাধ্যাকৰ্ষণিক বলতকৈ কমি যাব আৰু তোমাৰ ওজনটো কমি যোৱা যেন অনুভৱ হ’ব।

লিফ্টটোৱে ওপৰলৈ গৈ বা তললৈ নামি ৰ’বৰ সময়ত ওজন কেনেধৰণে সলনি হয়, সেইটো বুজিবলৈও ওপৰৰ ধাৰণাকেইটাকে খটুৱাব পাৰি। সেই দুটা সদ্যহতে তোমালোকৰ চিন্তাৰ বাবে এৰিলোঁ।

এইবাৰ যেনিবা মানুহ এজন গছ বগাবলৈ গৈ ওপৰৰ পৰা সৰি পৰিল। সৰি পৰা সময়খিনিতো পৃথিৱীৰ মাধ্যাকৰ্ষণ বলে ক্ৰিয়া কৰি থাকে। কিন্তু মাটিত পৰাৰ আগমুহূৰ্তলৈকে মানুহজনক ওপৰত ধৰি ৰাখিবলৈ কোনো ঊৰ্ধ্বমুখী বলে কাম কৰা নাই (এইক্ষেত্ৰত বায়ুৰ ৰোধ নগণ্য বুলিব পাৰি)। যিহেতু কোনো ঊৰ্ধ্বমুখী বলেই মানুহজনৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰা নাই, মাটিত পৰাৰ আগমুহূৰ্তলৈকে মানুহজনে ওজনশূন্য অৱস্থা অনুভৱ কৰিব। একেধৰণে সৰু টিলা, বা সামান্য ওখ ঠাইৰ পৰা জপিয়ালেও কিছু সময়ৰ বাবে ওজনশূন্যতাৰ অনুভৱ কৰিব পাৰি।

এই আটাইকেইটা উদাহৰণত তোমালোকে মন কৰিবা যে পৃথিৱীৰ মাধ্যাকৰ্ষণ শক্তিয়ে তোমাক একেই বলেৰে নিজৰ কেন্দ্ৰৰ ফালে টানি আছে। তুমি মাটিত থাকোঁতে, লিফ্টত থাকোঁতে, বা গছৰ পৰা সৰি পৰিলেও তোমাৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰি থকা মাধ্যাকৰ্ষণিক বলৰ পৰিমাণ সমান। গতিকে ওজনৰ সংজ্ঞাৰে চাব গ’লে এই আটাইকেইটা পৰিস্থিতিত তোমাৰ ওজন একেই থাকিব। কিন্তু পৰিস্থিতিভেদে আমি অনুভৱ কৰা ওজন কম-বেছি, বা আনকি শূন্যও হ’ব পাৰে আৰু সেয়া নিৰ্ভৰ কৰে আমাৰ দেহত ক্ৰিয়া কৰি থকা ঊৰ্ধ্বমুখী বা প্ৰতিক্ৰিয়া বলৰ ওপৰত। আমি অনুভৱ কৰা এই ওজনটোক সেইবাবে ‘আপাত ওজন’ (apparent weight) বুলিও কোৱা হয়।

গছৰ পৰা সৰি পৰা আৰু মহাকাশচাৰীয়ে কক্ষপথেৰে কৰি থকা গতিৰ মাজত কোনো মৌলিক পাৰ্থক্য নাই। গছৰ পৰা সৰি পৰাৰ নিচিনাকৈয়ে মহাকাশচাৰী, কৃত্ৰিম উপগ্ৰহৰ গতি নিৰৱচ্ছিন্নভাৱে হোৱা মুক্ত পতন (free fall) গতিৰ উদাহৰণ। কিন্তু উচ্চ বেগ আৰু পৃথিৱীৰ উপৰিভাগৰ বক্ৰতাৰ বাবেহে তেওঁলোক পৃথিৱীত সৰি নপৰে। এই গতিত পৃথিৱীৰ মহাকৰ্ষণ বলৰ বিপৰীতে ধৰি ৰাখিবলৈ কোনো প্ৰতিক্ৰিয়া বল নাই বাবেই তেওঁলোকে মহাকাশত ওজনশূন্যতা অনুভৱ কৰে। যি দৰাচলতে এক আপাত ওজনশূন্যতাহে মাথোঁ।

টোকা:

১. আমাৰ ব্যৱহাৰিক জীৱনত ভৰক ধ্ৰুৱক বুলি ক’ব পাৰি যদিও পোহৰৰ দৰে অতি উচ্চ বেগেৰে গতি কৰিলে বস্তুৰ ভৰো সলনি হয় (বাঢ়ে)। তেনেক্ষেত্ৰত ভৰৰ মান কিধৰণে সলনি হয়, তাৰ ব্যাখ্যা আইনষ্টাইনৰ বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদ তত্ত্বত পোৱা যায়।

তথ্যসূত্ৰঃ

১) Physics for entertainment (Yakov Perelman)

২) wikipedia.org , quora.com, van.physics.illinois.edu আৰু আন কেইটামান ৱেবচাইট

মন্তব্য প্ৰদান কৰক

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  সলনি কৰক )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  সলনি কৰক )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  সলনি কৰক )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  সলনি কৰক )

Connecting to %s