অধ্যায়ৰ - 17
চাপ আৰু প্লাৱিতা
MAIN CONTENT
অনুশীলনী
A. চমু প্রশ্ন
১। হেঁচা আৰু চাপৰ মাজত পার্থক্য কি?
উত্তৰ: কোনো বস্তুৰ ওপৰত প্ৰয়োগ কৰা মুঠ উলম্ব বলক হেঁচা বোলে । আনহাতে, কোনো পৃষ্ঠৰ প্ৰতি একক ক্ষেত্ৰফলত ক্ৰিয়া কৰা বলক চাপ বোলে ।
২। চাপ কাক বোলে? ই বল আৰু ক্ষেত্রফলৰ ওপৰত কেনেদৰে নিৰ্ভৰ কৰে?
উত্তৰ: কোনো পৃষ্ঠৰ প্ৰতি একক ক্ষেত্ৰফলত ক্ৰিয়া কৰা বলৰ পৰিমাণকে চাপ বোলে । চাপৰ সৈতে বল আৰু ক্ষেত্ৰফলৰ সম্পৰ্ক হ’ল:
প্ৰয়োগ কৰা বলৰ মান বাঢ়িলে চাপো বাঢ়ে ।
যি ক্ষেত্ৰফলৰ ওপৰত বল প্ৰয়োগ কৰা হয়, তাৰ পৰিমাণ যিমানেই সৰু হয় চাপৰ মান সিমানেই বেছি হয় ।
৩। ছুৰী বা কটাৰী এখন কিয় ধাৰ দিয়া হয় আৰু গজাল এটাৰ এফালে কিয় জোঙা কৰা হয়?
উত্তৰ: ছুৰী বা কটাৰীৰ কাটিবলগীয়া ফালটো ধাৰ দিয়া হয় যাতে ইয়াৰ ক্ষেত্ৰফল কমি যায় আৰু কম বল প্ৰয়োগ কৰিও অধিক চাপ সৃষ্টি কৰিব পৰা যায় । একেদৰে, গজালৰ এফালে জোঙা কৰিলে ইয়াৰ ক্ষেত্ৰফল যথেষ্ট কমি যায়, যাৰ ফলত একেটা বলেই অধিক চাপ সৃষ্টি কৰি গজালটো কাঠত সহজে সোমাই যাব পাৰে ।
৪। নৈ বা সাগৰৰ পাৰ বান্ধিলে বান্ধটো ওপৰৰপৰা তললৈ কিয় ডাঠকৈ নিৰ্মাণ কৰা হয়।
উত্তৰ: জুলীয়া পদাৰ্থৰ গভীৰতা বঢ়াৰ লগে লগে ইয়াৰ অভ্যন্তৰৰ চাপ (বিশেষকৈ পাৰ্শ্বচাপ) বৃদ্ধি পায় । সেইবাবে নৈ বা সাগৰৰ বান্ধৰ তলৰ অংশটো অধিক চাপ প্ৰতিৰোধ কৰিব পৰাকৈ ডাঠকৈ নিৰ্মাণ কৰা হয় ।
৫। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কাক বোলে?
উত্তৰ: পৃথিৱীৰ চাৰিওফালে থকা বায়ুৰ আৱৰণটোৱে (বায়ুমণ্ডল) যি চাপ প্ৰয়োগ কৰে, তাকে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বোলে ।
৬। উচ্চতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কিয় কমি যায় কাৰণ দৰ্শাই বুজাই লিখা।
উত্তৰ: বায়ুমণ্ডলৰ বায়ুৰ চাপ আৰু ঘনত্ব পৃথিৱীপৃষ্ঠত আটাইতকৈ বেছি । যিমানে ওপৰলৈ যোৱা যায়, সিমানেই বায়ুৰ তৰপবোৰ পাতল হৈ আহে আৰু আমাৰ ওপৰত থকা বায়ুৰ ওজনো কমি যায়, যাৰ ফলত বায়ুৰ চাপ আৰু ঘনত্ব কমি যায় ।
৭। স্ট্ৰ নলীকাৰে আমি কেনেদৰে চৰবত খাব পাৰোঁ।
উত্তৰ: যেতিয়া আমি নলিকাৰে (Straw Pipe) চৰবত খাওঁ, আমি নলিকাৰ ভিতৰৰ বায়ু শুহি লওঁ । ইয়াৰ ফলত নলিকাৰ ভিতৰত বায়ুৰ চাপ কমি যায় আৰু বাহিৰৰ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে চৰবতখিনিক নলিকাৰ ভিতৰলৈ ঠেলি দিয়ে, যাৰ ফলত চৰবত আমাৰ মুখলৈ আহে।
৮। আৰ্কিমিডিছৰ সূত্ৰটো লিখা।
উত্তৰ: আৰ্কিমিডিছৰ সূত্ৰটো হ’ল— "কোনো বস্তু কোনো তৰল পদাৰ্থত আংশিকভাৱে বা সম্পূৰ্ণৰূপে ডুবালে ইয়াৰ ওজন কমা যেন বা ই ওজন হেৰুওৱা যেন লাগে; এই কমা বা হেৰুওৱা ওজন বস্তুটোৱে অপসাৰিত কৰা তৰল পদাৰ্থৰ ওজনৰ সমান" ।
৯। বৰফ পানীত ওপঙ কিয়?
উত্তৰ: ০° চেলছিয়াছ উষ্ণতাত বৰফৰ আয়তন পানীৰ আয়তনতকৈ সামান্য বেছি । সেই কাৰণে বৰফ এটুকুৰা পানীত সম্পূৰ্ণ নিমজ্জিত কৰিলে ই যিমান ওজনৰ পানী অপসাৰিত কৰিব, সেই পানীৰ ওজন বৰফটোৰ ওজনতকৈ বেছি হ’ব । গতিকে বৰফটোৱে সম্পূৰ্ণ ওজন হেৰুৱাই পানীত ওপঙি থাকে ।
১০। ওপঙনৰ চৰ্তকেইটা লিখা।
উত্তৰ: ওপঙনৰ চৰ্তসমূহ হ’ল:
বস্তুৰ ওজন যদি ই অপসাৰিত কৰা তৰলৰ ওজনতকৈ কম হয়, তেন্তে বস্তুটো ওপঙি থাকিব।
বস্তুৰ ওজন যদি ই অপসাৰিত কৰা তৰলৰ ওজনৰ সমান হয়, তেন্তে ই তৰলৰ মাজত যিকোনো অৱস্থাত স্থিৰ হৈ থাকিব।
বস্তুৰ ওজন যদি ই অপসাৰিত কৰা তৰলৰ ওজনতকৈ বেছি হয়, তেন্তে বস্তুটো ডুব যাব।
B. কাৰণ দৰ্শোৱা :
ক) লো এটুকুৰা পানীত ডুব যায় কিন্তু লোৰে নিৰ্মিত প্রকাণ্ড জাহাজ এখন পানীত ওপঙি থাকে কিয়?
উত্তৰ: লো এটুকুৰাই অপসাৰণ কৰা পানীৰ ওজনতকৈ ইয়াৰ নিজৰ ওজন বেছি হোৱা বাবে ই ডুব যায়। কিন্তু এখন প্রকাণ্ড জাহাজৰ গঠন এনেকুৱা যে ই নিজৰ ওজনতকৈ অধিক ওজনৰ পানী অপসাৰণ কৰিব পাৰে । প্লাৱিতাৰ ফলত হোৱা এই ঊর্ধ্বমুখী হেঁচাৰ বাবে জাহাজখন পানীত ওপঙি থাকে।
খ) ডুবাৰু জাহাজ এখনে পানীত কেনেদৰে ওপঙি থাকিব পাৰে আৰু ডুব মাৰিবও পাৰে?
উত্তৰ: ডুবাৰু জাহাজৰ ভিতৰত বিশেষ ধৰণৰ টেংক থাকে। যেতিয়া জাহাজখন ডুব মাৰিব লাগে, সেই টেংকবোৰত পানী ভৰাই জাহাজখন গধুৰ কৰা হয় । আকৌ যেতিয়া ওপঙিব লাগে, টেংকৰ পৰা পানী উলিয়াই তাত বায়ু ভৰাই জাহাজখন পাতল কৰা হয়, যাৰ ফলত প্লাৱিতা বাঢ়ে আৰু জাহাজখন উপৰলৈ উঠি আহে।
গ) উদজান (Hydrogen) গেছ ভৰোৱা বেলুন এটা কিয় ওপৰলৈ উৰি যায়?
উত্তৰ: উদজান গেছ বায়ুতকৈ পাতল। সেয়েহে উদজান ভৰোৱা বেলুন এটাৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰা বায়ুৰ ঊর্ধ্বমুখী হেঁচা বা প্লাৱিতা বেলুনটোৰ ওজনতকৈ বেছি হয় । সেইবাবে বেলুনটো এৰি দিলে ই ওপৰলৈ উৰি যায়।
C. খালী ঠাই পূৰ কৰা :
ক) চাপ, বল আৰু ক্ষেত্ৰফল দুয়োটাৰে ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে ।
খ) চাপৰ S.I. একক হ’ল পাস্কেল ।
গ) চাপ হ্ৰাস/কম কৰিবৰ বাবে পকীঘৰৰ ভূমিভাগ বহল কৰা হয় ।
ঘ) হেঁচাৰ প্ৰভাৱকে চাপ বোলে ।
ঙ) জুলীয়া পদাৰ্থৰ চাপক তিনি ভাগত ভগাব পাৰি ।
D. উত্তৰ দিয়া :
ক) হেঁচাৰ প্ৰভাৱক কি ভৌতিক ৰাশিদ্বাৰা প্রকাশ কৰা হয়।
উত্তৰ: চাপ ।
খ) চাপৰ এছ. আই একক কি?
উত্তৰ: পাস্কেল (Pa) ।
গ) একক ক্ষেত্রফলৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰা হেঁচাক কি বোলে?
উত্তৰ: চাপ ।
ঘ) জুলীয়া পদাৰ্থ আৰু গেছীয় পদাৰ্থক একেলগে কি পদাৰ্থ বোলে?
উত্তৰ: তৰল পদাৰ্থ (Fluid) ।
ঙ) জুলীয়া পদাৰ্থৰ চাপক কি কি তিনি ভাগত ভগাব পাৰি?
উত্তৰ: (১) নিম্ন চাপ, (২) পাৰ্শ্বচাপ আৰু (৩) ঊর্ধ্বচাপ ।
চ) তৰল পদাৰ্থৰ মাজেৰে চাপৰ সঞ্চালনৰ পাস্কেলৰ সূত্ৰটো লিখা।
উত্তৰ: পাস্কেলৰ সূত্ৰ হ’ল— "আৱদ্ধ তৰল পদাৰ্থৰ কোনো অংশত চাপ প্ৰয়োগ কৰিলে সেই চাপ অপৰিৱৰ্তিতভাৱে তৰল পদাৰ্থটোৰ মাজেৰে সকলো দিশতে সঞ্চালিত হয় আৰু সেই চাপে ইয়াৰ আধাৰৰ সকলো পিনৰ বেৰৰ ওপৰত লম্বভাৱে ক্ৰিয়া কৰে" ।
E. দীঘল প্রশ্ন :
ক) “জুলীয়া পদাৰ্থৰ ভিতৰত যিকোনো দিশতে চাপ সকলো বিন্দুতে সমান” - এটা পৰীক্ষাৰ সহায়ত প্রমাণ কৰা।
উত্তৰ: জুলীয়া পদাৰ্থৰ এটা ধৰ্ম হ’ল যে ইয়াৰ অভ্যন্তৰৰ কোনো এটা গভীৰতাত বা কোনো এক নিৰ্দিষ্ট বিন্দুত চাপ সকলো দিশতে সমান হয় । ইয়াক প্ৰমাণ কৰিবলৈ এটা সহজ পৰীক্ষা তলত দিয়া হ’ল—
পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ:
১. এটা প্লাষ্টিকৰ খালী বটল লোৱা আৰু ইয়াৰ চাৰিওফালে একেটা উচ্চতাত বা একেটা অনুভূমিক ৰেখাত কেইটামান সৰু বিন্ধা কৰা ।
২. বিন্ধাবোৰ চেলোটেপেৰে সাময়িকভাৱে বন্ধ কৰি বটলটো পানীৰে পূৰ্ণ কৰা ।
৩. এতিয়া চেলোটেপডাল আঁতৰাই বিন্ধাবোৰ একেলগে মুকলি কৰি দিয়া।
পৰ্যবেক্ষণ: দেখা যাব যে বটলৰ চাৰিওফালৰ বিন্ধাবোৰেৰে পানীৰ ধাৰবোৰ সমান বেগেৰে ওলাই আহিছে আৰু বটলৰ পৰা সমান দূৰত্বত মাটিত পৰিছে ।
সিদ্ধান্ত: যিহেতু পানীৰ ধাৰবোৰ একে দূৰত্বত পৰিছে, ইয়াৰ অৰ্থ হ’ল বটলৰ ভিতৰৰ সেই নিৰ্দিষ্ট গভীৰতাত পানীয়ে সকলো দিশৰ বেৰত সমান চাপ প্ৰয়োগ কৰিছে । গতিকে ইয়াৰ দ্বাৰা প্ৰমাণিত হ’ল যে জুলীয়া পদাৰ্থৰ ভিতৰত এটা নিৰ্দিষ্ট গভীৰতাত চাপ সকলো দিশতে সমান ।
খ) ভূপৃষ্ঠৰ ওপৰত বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কাক বোলে? শোষক এটা মসৃণ পৃষ্ঠত হেঁচা মাৰি ধৰিলে পৃষ্ঠখনত লাগি ধৰে কিয়?
উত্তৰ: পৃথিৱীৰ চাৰিওফালে প্ৰায় ১০০০ কিলোমিটাৰ উচ্চতালৈ আগুৰি থকা বায়ুৰ আৱৰণটোক বায়ুমণ্ডল বোলা হয় । এই বায়ুমণ্ডলে পৃথিৱীপৃষ্ঠৰ সকলো বস্তুৰ ওপৰত দিয়া ওজন বা বলকে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বোলে ।
শোষক লাগি ধৰাৰ কাৰণ: এটা উন্নত মানৰ ৰবৰৰ শোষক (Rubber Sucker) দেখিবলৈ সৰু বাটি এটাৰ দৰে । যেতিয়া ইয়াক এখন মসৃণ সমতল পৃষ্ঠত জোৰেৰে হেঁচা মাৰি ধৰা হয়, তেতিয়া শোষকটোৰ বাটি আৰু পৃষ্ঠখনৰ মাজত থকা অধিকাংশ বায়ু বাহিৰলৈ ওলাই যায় । ফলস্বৰূপে, শোষকটোৰ ভিতৰত বায়ুৰ চাপ অতিশয় কমি যায়। কিন্তু শোষকটোৰ বাহিৰৰ পৃষ্ঠত বৃহৎ পৰিমাণৰ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ক্ৰিয়া কৰিবলৈ আৰম্ভ কৰে । এই বাহ্যিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে শোষকটোক পৃষ্ঠখনৰ সৈতে জোৰেৰে চেপি ধৰে বা লিপিট খুৱাই ৰাখে । ইমানেই শক্তিশালীভাৱে লাগি ধৰে যে ইয়াক এৰুৱাবলৈ হ’লে আমি প্ৰয়োগ কৰা বল বায়ুমণ্ডলীয় চাপতকৈ অধিক হ’ব লাগিব । এই পৰিঘটনাই প্ৰমাণ কৰে যে আমাৰ চাৰিওফালে বায়ুমণ্ডলীয় চাপৰ অস্তিত্ব আছে ।
গ) আৰ্কিমিডিছৰ সূত্ৰটো লিখি এটা পৰীক্ষাৰদ্বাৰা প্রমাণ কৰা।
উত্তৰ: আৰ্কিমিডিছৰ সূত্ৰ: কোনো বস্তু কোনো তৰল পদাৰ্থত আংশিকভাৱে বা সম্পূৰ্ণৰূপে ডুবালে ইয়াৰ ওজন কমা যেন বা ই ওজন হেৰুওৱা যেন লাগে; এই কমা বা হেৰুওৱা ওজন বস্তুটোৱে অপসাৰিত কৰা তৰল পদাৰ্থৰ ওজনৰ সমান ।
পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ:
১. এটা শিলগুটি, এখন স্প্ৰিং তুলা আৰু এটা নিৰ্গমন নলী থকা পাত্ৰ লোৱা ।
২. প্ৰথমে স্প্ৰিং তুলাৰে শিলটোৰ ওজন বায়ুত জুখি লোৱা। ধৰা এই ওজন W1 ।
৩. নিৰ্গমন নলী থকা পাত্ৰটো পানীৰে কানায় কানায় পূৰ কৰা যাতে পানী নিৰ্গমন নলীৰ মুখলৈকে থাকে । নলীৰ তলত এটা দাগ কটা খালী বিকাৰ ৰাখা।
৪. এতিয়া শিলটো স্প্ৰিং তুলাত ওলোমাই থকা অৱস্থাতে পানীৰ পাত্ৰটোত সম্পূৰ্ণকৈ ডুবাই দিয়া ।
পৰ্যবেক্ষণ: শিলটো ডুবাই দিয়াৰ লগে লগে ই কিছু পৰিমাণৰ পানী নলীৰে অপসাৰণ কৰিব আৰু সেই পানী বিকাৰত জমা হ’ব । এতিয়া পানীত ডুব গৈ থকা অৱস্থাত শিলটোৰ ওজন লোৱা। ধৰা এই ওজন W2 । গতিকে শিলটোৱে হেৰুওৱা ওজন হ’ল (W1 - W2)। এতিয়া বিকাৰত জমা হোৱা পানীখিনি জুখি লোৱা। ধৰা ইয়াৰ ওজন W3 ।
সিদ্ধান্ত: দেখা যাব যে শিলটোৱে হেৰুওৱা ওজন (W1 - W2) আৰু অপসাৰিত পানীৰ ওজন (W3) পৰস্পৰ সমান । ইয়াৰ দ্বাৰাই আৰ্কিমিডিছৰ সূত্ৰটো প্ৰমাণিত হয় ।
ঘ) গভীৰতা বঢ়াৰ লগে লগে তৰল পদাৰ্থৰ পাৰ্শ্বচাপ বাঢ়ে, এটা পৰীক্ষাৰ সহায়ত প্রমাণ কৰা।
উত্তৰ: তৰল পদাৰ্থৰ চাপ গভীৰতাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে । গভীৰতা যিমানেই বৃদ্ধি পায়, তৰলে পাত্ৰৰ বেৰত প্ৰয়োগ কৰা পাৰ্শ্বচাপো সিমানেই বাঢ়ে । ইয়াক প্ৰমাণ কৰিবলৈ তলৰ পৰীক্ষাটো কৰিব পাৰি—
পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ:
১. এটা ওখ প্লাষ্টিকৰ বটল লোৱা ।
২. বটলটোৰ একেবাৰে ওপৰৰ পৰা তলিৰ ওচৰলৈকে এটা উলম্ব ৰেখাত তিনিটা বা চাৰিটা সৰু বিন্ধা কৰা ।
৩. বিন্ধাবোৰ চেলোটেপেৰে বন্ধ কৰি বটলটো পানীৰে মুখলৈকে পূৰ কৰা ।
৪. এতিয়া চেলোটেপডাল আঁতৰাই দিয়া আৰু বিন্ধাবোৰেৰে ওলাই অহা পানীৰ ধাৰবোৰ লক্ষ্য কৰা ।
পৰ্যবেক্ষণ: দেখা যাব যে একেবাৰে ওপৰৰ বিন্ধাটোৰে পানীৰ ধাৰটো বটলৰ একেবাৰে ওচৰত পৰিছে । কিন্তু যিমানেই তলৰ বিন্ধাৰ ফালে যোৱা হয়, সিমানেই পানীৰ ধাৰটো অধিক জোৰেৰে আৰু অধিক দূৰত্বত পৰিছে । একেবাৰে তলিৰ ওচৰত থকা বিন্ধাটোৰে পানীৰ ধাৰ আটাইতকৈ দূৰলৈ গৈছে।
সিদ্ধান্ত: পানীৰ ধাৰ দূৰলৈ যোৱাৰ অৰ্থ হ’ল সেই স্থানত পানীৰ চাপ অধিক। যিহেতু তলৰ বিন্ধাটোৰ গভীৰতা আটাইতকৈ বেছি, সেয়েহে তাত চাপো আটাইতকৈ বেছি । এই পৰীক্ষাই প্ৰমাণ কৰে যে গভীৰতা বঢ়াৰ লগে লগে তৰল পদাৰ্থৰ পাৰ্শ্বচাপ বাঢ়ে ।