📖 ଅଧ୍ୟାୟ ୬ — ବଳ ଓ ଗତି ନିୟମ (Force and Laws of Motion): ଏହି ଟିପ୍ପଣୀ ଜଣେ ଶିକ୍ଷକ ଯେପରି ଶ୍ରେଣୀରେ ବୁଝାନ୍ତି ସେହିପରି ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିସ୍ତାରରେ ଲେଖାଯାଇଛି। ବଳ, ଜଡ଼ତା, ନିଉଟନଙ୍କ ତିନି ଗତି ନିୟମ, ସଂବେଗ, F=ma ଓ ସଂବେଗ ସଂରକ୍ଷଣର ନ୍ୟୁମେରିକାଲ୍ ସହିତ।
ଅଧ୍ୟାୟ ୬ — ବଳ ଓ ଗତି ନିୟମ
💪 ୧. ବଳ (Force) ଓ ଏହାର ପ୍ରଭାବ
ବଳ: ଠେଲିବା, ଟାଣିବା ବା ଆଘାତ — ଯାହା ବସ୍ତୁର ଗତି ବା ଆକାର ବଦଳାଇପାରେ। ବଳକୁ ସିଧାସଳଖ ଦେଖାଯାଏ ନାହିଁ, କେବଳ ଏହାର ପ୍ରଭାବ ଜଣାଯାଏ। SI ଏକକ = ନିଉଟନ (N)।
ବଳର ପ୍ରଭାବ: ① ସ୍ଥିର ବସ୍ତୁକୁ ଗତିଶୀଳ କରେ; ② ଗତିଶୀଳ ବସ୍ତୁକୁ ସ୍ଥିର କରେ; ③ ବେଗ କମ୍/ବେଶି କରେ; ④ ଗତିର ଦିଗ ବଦଳାଏ; ⑤ ବସ୍ତୁର ଆକାର ଓ ଆକୃତି ବଦଳାଏ।
- ସନ୍ତୁଳିତ ବଳ (Balanced force): ବସ୍ତୁ ଉପରେ ବଳର ଯୋଗଫଳ ଶୂନ୍ୟ → ଗତି ବଦଳେ ନାହିଁ (କେବଳ ଆକାର ବଦଳିପାରେ)।
- ଅସନ୍ତୁଳିତ ବଳ (Unbalanced force): ବଳର ଯୋଗଫଳ ଶୂନ୍ୟ ନୁହେଁ → ବସ୍ତୁ ଗତି ବଦଳାଏ (ତ୍ୱରିତ ହୁଏ)।
🛑 ୨. ଜଡ଼ତା (Inertia)
💡 ଜଡ଼ତା: ବସ୍ତୁ ତାହାର ବର୍ତ୍ତମାନ ଅବସ୍ଥା (ସ୍ଥିର ବା ସମ ଗତି) ବଦଳାଇବାକୁ ବିରୋଧ କରିବା ଗୁଣ। ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଅଧିକ → ଜଡ଼ତା ଅଧିକ। ବସ୍ତୁତ୍ୱ ହେଉଛି ଜଡ଼ତାର ମାପ।
- ସ୍ଥିତି ଜଡ଼ତା: ସ୍ଥିର ବସ୍ତୁ ସ୍ଥିର ରହିବାକୁ ଚାହେଁ (ଗାଲିଚା ପିଟିଲେ ଧୂଳି ଝଡ଼େ)।
- ଗତି ଜଡ଼ତା: ଗତିଶୀଳ ବସ୍ତୁ ଗତିରେ ରହିବାକୁ ଚାହେଁ (ବସ୍ ହଠାତ୍ ଅଟକିଲେ ଯାତ୍ରୀ ଆଗକୁ ଢଳେ)।
📜 ୩. ନିଉଟନଙ୍କ ପ୍ରଥମ ଗତି ନିୟମ (ଜଡ଼ତା ନିୟମ)
💡 କୌଣସି ବାହ୍ୟ ଅସନ୍ତୁଳିତ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ ନ ହେଲେ, ସ୍ଥିର ବସ୍ତୁ ସ୍ଥିର ରହେ ଓ ସମ ବେଗରେ ସରଳରେଖାରେ ଗତିଶୀଳ ବସ୍ତୁ ସେହିଭଳି ଚାଲୁ ରହେ।
ଏହି ନିୟମ ଜଡ଼ତାର ଧାରଣା ଦିଏ, ତେଣୁ ଏହାକୁ ଜଡ଼ତା ନିୟମ (Law of Inertia) ବି କହନ୍ତି।
⚖️ ୪. ସଂବେଗ (Momentum)
ସଂବେଗ (p) = ବସ୍ତୁତ୍ୱ × ପରିବେଗ = m × v ; ଏକକ = kg·m/s ; ଦିଶ ରାଶି
ଅଧିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ବା ଅଧିକ ବେଗ → ଅଧିକ ସଂବେଗ। ତେଣୁ ଭାରୀ/ଦ୍ରୁତ ବସ୍ତୁକୁ ଅଟକାଇବା କଷ୍ଟ।
🚀 ୫. ନିଉଟନଙ୍କ ଦ୍ୱିତୀୟ ଗତି ନିୟମ
💡 ବସ୍ତୁର ସଂବେଗ ପରିବର୍ତ୍ତନର ହାର ପ୍ରଯୁକ୍ତ ବଳର ସମାନୁପାତୀ ଓ ବଳ ଦିଗରେ ଘଟେ।
F = ସଂବେଗ ପରିବର୍ତ୍ତନ ÷ ସମୟ = (mv − mu)/t = m(v−u)/t = m × a
F = ma — ଏହା ବଳର ପରିମାଣ ନିର୍ଣ୍ଣୟର ମୂଳ ସୂତ୍ର। 1 ନିଉଟନ (N) = 1 kg ବସ୍ତୁରେ 1 m/s² ତ୍ୱରଣ ଆଣିବା ବଳ (1 N = 1 kg·m/s²)।
ଉଦାହରଣ 6.1: 5 kg ବସ୍ତୁର ବେଗ 2s ରେ 3 m/s ରୁ 7 m/s ହେଲା। F = m(v−u)/t = 5×(7−3)/2 = 5×4/2 = 10 N। ଯଦି ସେହି ବଳ 5s ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଲାଗେ: v = u + Ft/m = 3 + (10×5)/5 = 3 + 10 = 13 m/s।
ଦ୍ୱିତୀୟ ନିୟମରୁ ପ୍ରଥମ ନିୟମ ମିଳେ: F = 0 ହେଲେ a = 0, ଅର୍ଥାତ୍ ବେଗ ବଦଳେ ନାହିଁ।
🔄 ୬. ନିଉଟନଙ୍କ ତୃତୀୟ ଗତି ନିୟମ
💡 ପ୍ରତ୍ୟେକ କ୍ରିୟା (action)ର ଏକ ସମାନ ଓ ବିପରୀତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (reaction) ଥାଏ।
- କ୍ରିୟା ଓ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମାନ ପରିମାଣର, ବିପରୀତ ଦିଗରେ, କିନ୍ତୁ ଭିନ୍ନ ବସ୍ତୁ ଉପରେ ଲାଗେ (ତେଣୁ ନିରସ୍ତ ହୁଅନ୍ତି ନାହିଁ)।
- ଉଦାହରଣ: ବନ୍ଧୁକରୁ ଗୁଳି ବାହାରିବା (ଗୁଳି ଆଗକୁ, ବନ୍ଧୁକ ପଛକୁ ଧକ୍କା), ନାଉ ଠେଲି ଆଗକୁ ଯିବା, ରକେଟ୍ ଉଡ଼ାଣ।
🎯 ୭. ସଂବେଗ ସଂରକ୍ଷଣ ନିୟମ (Conservation of Momentum)
💡 କୌଣସି ବାହ୍ୟ ବଳ ନ ଲାଗିଲେ, ସଂଘାତ (collision)ର ପୂର୍ବ ଓ ପର ମୋଟ ସଂବେଗ ସମାନ ରହେ।
m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂
ଏହା ତୃତୀୟ ଗତି ନିୟମର ପରିଣାମ। ବନ୍ଧୁକ-ଗୁଳି, ଦୁଇ ବଲ୍ର ଧକ୍କା, ରକେଟ୍ — ସବୁଠି ଲାଗେ।
ଉଦାହରଣ: ଦୁଇ ବସ୍ତୁ ଧକ୍କା ଖାଇ ଯୋଡ଼ି ହେଲେ → m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁+m₂)v, ଯେଉଁଠୁ ସାଧାରଣ ବେଗ v ବାହାର ହୁଏ।