একটি বস্তুর গতিবেগ এবং তার মহাকর্ষীয় বলের মধ্যে সম্পর্ক কী?

একটি বস্তুর গতিবেগ এবং মহাকর্ষ মধ্যে সম্পর্ক নিউটনের গতির সূত্র এবং মুক্ত পতনের ধারণা থেকে বোঝা যায়।

প্রথমত, মহাকর্ষ একটি শক্তি; এটি পৃথিবী দ্বারা বস্তুগুলির উপর প্রযুক্ত আকর্ষণ। পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি, এই শক্তি প্রায় 9.8 মিটার প্রতি সেকেন্ড বর্গ (m/s²)। যখন একটি বস্তু শুধুমাত্র মহাকর্ষের অধীনে থাকে, তখন এটি ভূমির দিকে ত্বরণ প্রাপ্ত হয়। এই ত্বরণকে মহাকর্ষজনিত ত্বরণ বলা হয়।

একটি বস্তুর গতিবেগ তার উপর প্রযুক্ত শক্তিগুলির কারণে উৎপন্ন ত্বরণের ফলাফল। যদি একটি বস্তু বিশ্রাম থেকে মুক্তভাবে পড়তে শুরু করে, তাহলে তার গতিবেগ সময়ের সাথে বৃদ্ধি পাবে কারণ মহাকর্ষ বস্তুটিকে লगাতার ত্বরণ প্রদান করে। পদার্থবিজ্ঞান অনুযায়ী, গতিবেগ v-কে নিম্নলিখিত সম্পর্ক দিয়ে গণনা করা যায়:

v=gt+v0

 v হল চূড়ান্ত গতিবেগ,

g হল মহাকর্ষজনিত ত্বরণ (পৃথিবীতে প্রায় 9.8 m/s²),

t হল অতিক্রান্ত সময়,

v0 হল প্রারম্ভিক গতিবেগ।

মুক্ত পতনের ক্ষেত্রে, প্রারম্ভিক গতিবেগ v0 সাধারণত শূন্য (যদি বস্তুটি বিশ্রাম থেকে পড়তে শুরু করে), তাই সমীকরণটি সরলীকৃত হয়:

v=gt

এটি বোঝায় যে, বাতাসের প্রতিরোধ এরকম অন্যান্য শক্তির অনুপস্থিতিতে, বস্তুর গতিবেগ সময়ের সাথে সমানুপাতিক বৃদ্ধি পায়।

তবে, বাস্তবে, বাতাসের প্রতিরোধ বস্তুর গতিবেগকে প্রভাবিত করে। বস্তুর গতিবেগ বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে বাতাসের প্রতিরোধও বৃদ্ধি পায়, যতক্ষণ না এটি মহাকর্ষ শক্তির সমান হয়, তখন বস্তুটি একটি স্থির গতিবেগে পড়তে থাকে। এই গতিবেগকে প্রান্তিক গতিবেগ বলা হয়।

সংক্ষেপে, একটি বস্তুর গতিবেগ এবং মহাকর্ষ মধ্যে সম্পর্ক মহাকর্ষ কীভাবে বস্তুকে ত্বরণ প্রদান করে এবং ত্বরণ কীভাবে গতিবেগের বৃদ্ধি ঘটায়, তা প্রকাশ করে। তবে, বাস্তব বিশ্বে, বাতাসের প্রতিরোধ এরকম অন্যান্য কারণগুলিও বস্তুর প্রকৃত গতিবেগকে প্রভাবিত করে।