৬.২ রৈখিক ভরবেগ (Linear Momentum)

চলন্ত ট্রাক আর চলন্ত টেনিস বল-দুটোই কি একরকম?

ধরো, তুমি একটা টেনিস বল ধরতে দাঁড়িয়ে আছো। বলটা তোমার দিকে আসছে $10\,\mathrm{m/s}$ বেগে। খুব কঠিন হবে না হয়তো। এবার কল্পনা করো, একই বেগে একটা ট্রাক আসছে!

বেগবিস্তারিত জানতে দেখো:অবস্থান, সরণ, বেগ ও ত্বরণের ভেক্টর একই, অথচ পরিস্থিতি একেবারেই আলাদা। পার্থক্যটা কেন?

কারণ কোনো বস্তুর গতি কতটা ‘গুরুত্বপূর্ণ’ সেটা শুধু বেগ দিয়ে বোঝা যায় না; বস্তুর ভরও জানা দরকার। এই দুটি রাশিকে একসঙ্গে নিয়ে আমরা তৈরি করি রৈখিক ভরবেগ (Linear momentum)।

বস্তুর ভরবিস্তারিত জানতে দেখো:ভর ও গতির পরিবর্তনের বাধা $m$ এবং বেগ $\vec v$ হলে,

এখানে $\vec p$ হলো ভরবেগ। এর SI এককবিস্তারিত জানতে দেখো:ভৌত রাশি, মানদণ্ড এবং একক

ভরবেগ কেন ভেক্টর?

ভর $m$ হলো স্কেলার, কিন্তু বেগ $\vec v$ হলো ভেক্টর। তাই তাদের গুণফল ভরবেগও ভেক্টর রাশিবিস্তারিত জানতে দেখো:ভেক্টরের সাহায্যে গতির বর্ণনা।

অর্থাৎ ভরবেগের মান যেমন আছে, তেমনি দিকও আছে।

একটা বল ডানদিকে চলছে আর আরেকটা বাঁদিকে-তাদের ভর ও দ্রুতিবিস্তারিত জানতে দেখো:অবস্থান, সরণ, বেগ ও ত্বরণের ভেক্টর সমান হলেও ভরবেগ দুটি বিপরীতমুখী। সেই জন্য ভরবেগ যোগ করার সময়বিস্তারিত জানতে দেখো:সময়ের মানদণ্ড দিক না দেখে শুধু সংখ্যাগুলো যোগ করা যাবে না।

আরেকটা বিষয়: ভরবেগ পর্যবেক্ষকের প্রসঙ্গ কাঠামোর ওপর নির্ভরশীল। চলন্ত ট্রেনে বসে তোমার পাশের ব্যাগটাকে স্থির মনে হবে; প্ল্যাটফর্মে দাঁড়ানো কেউ ব্যাগটাকে ট্রেনের সঙ্গে চলতে দেখবে। তাই বেগের সঙ্গে ভরবেগের মানও পর্যবেক্ষকভেদে বদলাবে।

নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের আরেক রূপ

আমরা আগে শিখেছিলাম,

কিন্তু নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রকে ভরবেগের সাহায্যে আরও মৌলিকভাবে লেখা যায়:

মানে, কোনো বস্তুর ভরবেগ যে হারে বদলায়, তার ওপর কাজ করা লব্ধি বলবিস্তারিত জানতে দেখো:নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র ঠিক সেই হারের সমান এবং একই দিকে থাকে।

বস্তুর ভর ধ্রুব হলে,

দেখলে? পরিচিত $F=ma$-ই ফিরে এল। অর্থাৎ ভর ধ্রুব থাকা একটি কণার জন্য দুটি সূত্র একই কথা বলে।

সংঘর্ষ বোঝার জন্য এটা এত কাজে লাগবে কেন?

সংঘর্ষে বল খুব দ্রুত বদলায়। ফলে ত্বরণও দ্রুত বদলাতে পারে। কিন্তু আমরা যদি সংঘর্ষের আগে ও পরে বস্তুর ভর ও বেগ জানি, তাহলে সরাসরি তার ভরবেগের পরিবর্তন বের করতে পারি:

এখানে $i$ মানে initial-আগের অবস্থা; আর $f$ মানে final-পরের অবস্থা।

এই পরিবর্তনকে ধাক্কা দেওয়ার বলের সঙ্গে কীভাবে যুক্ত করা যায়, সেটাই পরের অংশের গল্প-ঘাতবিস্তারিত জানতে দেখো:৬.৩ ঘাত ও ভরবেগ (Impulse)।

মনে রেখো: এই অধ্যায়ে আমরা বস্তুর ভরকে ধ্রুব ধরছি। ভর বদলায় এমন ব্যবস্থা, যেমন জ্বালানি নির্গত করা রকেট, নিয়ে পরবর্তী অধ্যায়ে আলাদা আলোচনা আছে।