দৈনন্দিন জীবনে আমরা যেসব বস্তুর সম্মুখীন হই, তার সবই সবসময় স্থির থাকে না। কোনো বস্তু প্রথমে স্থির থাকতে পারে, কিন্তু তাকে সরানো হলে তা আবার চলতে পারে। প্রশ্ন হলো, চলার পর সেটি তার আগের অবস্থানে ফিরে আসে কি না। এটি গতির ওপর নির্ভর করে। বস্তুর ভারসাম্যের প্রকারভেদ দ্য।
যদি স্থির কোনো বস্তুর উপর কোনো বিচ্যুতি (বস্তুটির উপর লব্ধি বল বা লব্ধি বলের ভ্রামক) ঘটে, তবে বস্তুটি গতিশীল হবে। গতিশীল হওয়ার পর তিনটি সম্ভাবনা থাকে, যথা: (১) বস্তুটি তার পূর্বের অবস্থানে ফিরে আসে, (২) বস্তুটি তার পূর্বের অবস্থান থেকে দূরে সরে যায়, (৩) বস্তুটি তার নতুন অবস্থানেই থেকে যায়। যদি গতিশীল হওয়ার পর বস্তুটি তার পূর্বের অবস্থানে ফিরে আসে, তবে বস্তুটি স্থির অবস্থায় থাকে। স্থিতিশীল ভারসাম্যযদি সরানোর পর বস্তুটি তার মূল অবস্থান থেকে আরও দূরে সরে যায়, তাহলে বস্তুটি আছে অস্থিতিশীল ভারসাম্যঅপরদিকে, যদি বস্তুটি সরানোর পর তার নতুন অবস্থানেই থেকে যায়, তাহলে বস্তুটি আছে নিরপেক্ষ ভারসাম্য.
স্থিতিশীল ভারসাম্য
কোনো বস্তু যদি প্রাথমিকভাবে স্থির থাকে, তবে তার উপর এমন কোনো বল বা টর্ক প্রয়োগ করা হলে যার ফলে একটি লব্ধি বল বা লব্ধি বলের ভ্রামক সৃষ্টি হয় এবং বস্তুটি গতিশীল হয়, তাহলে বস্তুটি গতিশীল হবে। কোনো বস্তু স্থিতিশীল সাম্যাবস্থায় থাকে যদি গতিশীল হওয়ার পর সেটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে। বস্তুটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে কারণ সেখানে একটি লব্ধি বল বা লব্ধি বলের ভ্রামক কাজ করে।
উদাহরণ ২ :
একটি বস্তুকে একটি দড়ি দিয়ে কোনো অবলম্বন থেকে ঝুলিয়ে রাখা হয়েছে। প্রাথমিকভাবে, বস্তুটি স্থির থাকে। ধাক্কা দেওয়ার পর, বস্তুটি চলতে শুরু করে এবং তারপর তার আগের অবস্থানে ফিরে আসে। বস্তুটির ভরকেন্দ্র এর ঠিক মাঝখানে অবস্থিত, এবং ফালক্রামটি দড়ি ও অবলম্বনের মাঝখানে রয়েছে।
অনুভূমিক দিকে অভিকর্ষের লব্ধি বলের (w) কারণে বস্তুটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে।sদড়ির টান (T) এবং উল্লম্ব দিকে অভিকর্ষ বলের উপাংশ (w)yএই দুটি বলের মান একই এবং দিক বিপরীত হওয়ায় এরা পরস্পরকে বাতিল করে দেয়।
উদাহরণ ২ :
বস্তুটি একটি উপত্যকায় রয়েছে। প্রাথমিকভাবে, বস্তুটি স্থির থাকে। সরানোর পর, বস্তুটি ডানে ও বামে সরে এবং তারপর তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে। বস্তুটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে কারণ অনুভূমিক দিকে একটি লব্ধি মহাকর্ষীয় বল (w) কাজ করে।xউল্লম্ব দিকে অভিকর্ষের উপাংশ (wyঅভিলম্ব বল (N) এবং স্বাভাবিক বল পরস্পরকে বাতিল করে দেয়, কারণ এই দুটি বলের মান সমান এবং দিক বিপরীত।
উদাহরণ ২ :
প্রাথমিকভাবে, বস্তুটি স্থির থাকে। এর ভরকেন্দ্র বস্তুটির কেন্দ্রে অবস্থিত এবং ফালক্রামটি বস্তুটির ভূমিতে অবস্থিত, যা একটি সমতল পৃষ্ঠের সংস্পর্শে থাকে। ডানদিকে সরানোর পর, বস্তুটিকে ডানদিকে তোলা হয়। যদি ভরকেন্দ্রটি তখনও ফালক্রামের বাম দিকে থাকে, তবে অভিকর্ষের কারণে সৃষ্ট লব্ধি বলের ভ্রামকের প্রভাবে বস্তুটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসতে পারে। এক্ষেত্রে, ফালক্রামটি ঘূর্ণন অক্ষ হিসেবে কাজ করে।
বিপরীতভাবে, যদি বস্তুটি বাম দিকে সরানো হয়, তবে বস্তুটি বাম দিকে উঠে যাবে। যদি অবস্থান ভরকেন্দ্র যদি বস্তুটি পিভট পয়েন্টের ডানদিকে থাকে, তবে এটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসতে পারে। উদাহরণ ৩-এর মতো সমস্যার ক্ষেত্রে, বস্তুটি স্থিতিশীল সাম্যাবস্থায় থাকে যদি ডানদিকে তোলার পর বস্তুটির ভরকেন্দ্র পিভট পয়েন্ট অতিক্রম না করে। যদি ডানদিকে তোলার পর ভরকেন্দ্র পিভট পয়েন্ট অতিক্রম করে, তবে বস্তুটি তার মূল অবস্থান থেকে দূরে সরে যেতে থাকে। এই ধরনের সমস্যায়, বস্তুটি অস্থিতিশীল সাম্যাবস্থায় থাকে।
অস্থিতিশীল ভারসাম্য
কোনো বস্তু অস্থিতিশীল সাম্যাবস্থায় থাকে যদি বস্তুটি প্রাথমিকভাবে স্থির থাকা অবস্থায়, তার উপর ক্রিয়াশীল লব্ধি বল বা বলের লব্ধি ভ্রামকের কারণে গতিশীল হয়। গতিশীল হওয়ার পর, বস্তুটি তার মূল অবস্থানে ফিরে না এসে মূল অবস্থান থেকে দূরে সরে যায়।
উদাহরণ ২.
একটি বস্তু প্রথমে স্থির থাকে এবং তারপর একটি অভিঘাতের (বস্তুটির উপর ক্রিয়াশীল লব্ধি বল বা লব্ধি টর্ক) কারণে গতিশীল হয়। গতিশীল হওয়ার পর, বস্তুটি তার মূল অবস্থান থেকে দূরে সরে যেতে থাকে। বস্তুটি তার মূল অবস্থান থেকে দূরে সরে যায় কারণ গতিশীল হওয়ার পর, এর ভরকেন্দ্র ফালক্রামের ডানদিকে থাকে। যখন ভরকেন্দ্র ফালক্রামের ডানদিকে থাকে, তখন একটি লব্ধি টর্ক বা লব্ধি বল সৃষ্টি হয় যা বস্তুটিকে তার মূল অবস্থান থেকে ঘুরিয়ে দেয়।
উদাহরণ ২.
বস্তুটি প্রাথমিকভাবে চূড়াটির উপর স্থির অবস্থায় আছে। সরানোর পর, বস্তুটি তার মূল অবস্থান থেকে দূরে সরে যেতে থাকে। বস্তুটি তার মূল অবস্থান থেকে দূরে সরে যায় কারণ অনুভূমিক দিকে (w) অভিকর্ষের একটি উপাংশ রয়েছে।x).
নিরপেক্ষ ভারসাম্য
কোনো বস্তুকে নিরপেক্ষ সাম্যাবস্থায় বলা হয় যদি কোনো আলোড়নের ফলে স্থানান্তরিত হওয়ার পর সেটি তার নতুন অবস্থানে স্থির থাকে। বস্তুটি তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে না, আবার মূল অবস্থান থেকে সরেও যায় না।
উদাহরণ ২.
একটি সমতল তলে স্থির থাকা একটি বল কোনো বিঘ্নের কারণে গতিশীল হয়। থেমে যাওয়ার পর, বলটি তার নতুন অবস্থানেই থেকে যায়। এটি তার মূল অবস্থানে ফিরেও আসে না, আবার মূল অবস্থান থেকে আরও দূরেও সরে যায় না।
উপসংহার
উপরোক্ত ব্যাখ্যার ভিত্তিতে নিম্নলিখিত বিষয়গুলো উপসংহারে আসা যায়।
প্রথমযদি কোনো বস্তুর ভরকেন্দ্র অবলম্বনবিন্দুর নিচে থাকে, তবে বস্তুটি সর্বদা স্থিতিশীল ভারসাম্যে থাকবে। উদাহরণস্বরূপ, কোনো অবলম্বন থেকে দড়ি দিয়ে ঝোলানো একটি বস্তু।
দ্বিতীয়যদি কোনো বস্তুর ভরকেন্দ্র অবলম্বনবিন্দুর উপরে থাকে, তবে বস্তুটির ভারসাম্য আপেক্ষিক। একটি বস্তু স্থিতিশীল ভারসাম্যে থাকতে পারে, আবার অস্থিতিশীলও হতে পারে।
তৃতীয়কোনো বস্তুর ভারসাম্য তার আকৃতি ও আকারের উপরও নির্ভর করে। যেসব বস্তু বেশি চওড়া ও কম লম্বা, সেগুলো কম চওড়া ও কম লম্বা বস্তুর চেয়ে বেশি স্থিতিশীল।
চতুর্থকোনো বস্তুর ভারসাম্য নির্ভর করে অবলম্বন বিন্দু থেকে তার ভরকেন্দ্রের দূরত্বের উপর। যদি ভরকেন্দ্র অবলম্বন বিন্দু থেকে দূরে থাকে, তবে বস্তুটি অস্থিতিশীল ভারসাম্যে থাকার প্রবণতা দেখায়। বিপরীতক্রমে, যদি ভরকেন্দ্র অবলম্বন বিন্দুর কাছাকাছি থাকে, তবে বস্তুটি স্থিতিশীল ভারসাম্যে থাকার প্রবণতা দেখায়।
