পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • নিউটনিয়ান বলবিদ্যা • Jagannath University • জগন্নাথ বিশ্ববিদ্যালয় এ ইউনিট ভর্তি পরীক্ষা ২০২৪-২০২৫ (শিফট ৩, লিখিত)

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

প্রমাণ করো, কোনো ব্যবস্থার উপর নিযুক্ত নিট টর্ক শূন্য হলে ব্যবস্থাটির মোট কৌণিক ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে।

উত্তর ও ব্যাখ্যা

(3)
প্রমাণ:

কোনো কণা বা ব্যবস্থার কৌণিক ভরবেগ L⃗=r⃗×p⃗\vec{L} = \vec{r}\times\vec{p}।

সময়ের সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে পাই:

dL⃗dt=dr⃗dt×p⃗+r⃗×dp⃗dt\frac{d\vec{L}}{dt} = \frac{d\vec{r}}{dt}\times\vec{p} + \vec{r}\times\frac{d\vec{p}}{dt}

এখানে dr⃗dt=v⃗\frac{d\vec{r}}{dt} = \vec{v} এবং p⃗=mv⃗\vec{p} = m\vec{v}, তাই v⃗×mv⃗=0\vec{v}\times m\vec{v} = 0 (একই ভেক্টরের ক্রস গুণফল শূন্য)।

আবার নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী dp⃗dt=F⃗\frac{d\vec{p}}{dt} = \vec{F}।

অতএব dL⃗dt=r⃗×F⃗=τ⃗\frac{d\vec{L}}{dt} = \vec{r}\times\vec{F} = \vec{\tau} (টর্ক)।

একাধিক কণার ব্যবস্থার জন্য সকল কণার যোগফল নিলে dL⃗মোটdt=τ⃗নিট\frac{d\vec{L}_{মোট}}{dt} = \vec{\tau}_{নিট} (অভ্যন্তরীণ বলের টর্ক জোড়ায় জোড়ায় পরস্পরকে বাতিল করে)।

নিট টর্ক শূন্য হলে τ⃗নিট=0\vec{\tau}_{নিট} = 0, অর্থাৎ dL⃗মোটdt=0\frac{d\vec{L}_{মোট}}{dt} = 0।

সুতরাং L⃗মোট=\vec{L}_{মোট} = ধ্রুবক, অর্থাৎ মোট কৌণিক ভরবেগ সংরক্ষিত থাকে। (প্রমাণিত)

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন