প্যাসকেলের নীতি সম্পর্কে নিবন্ধ
একটি গাড়ি তুলতে হাইড্রোলিক লিফটের কার্যপ্রণালী কীভাবে ব্যবহৃত হয়? গাড়ির গতি কমাতে ব্যবহৃত হাইড্রোলিক ব্রেকের কার্যপ্রণালী কী? এটি বোঝার জন্য প্যাসকেলের নীতি শিখুন।
প্রতিটি তরল পদার্থই তার সংস্পর্শে থাকা সমস্ত বস্তুর উপর সর্বদা চাপ প্রয়োগ করে। আমরা গ্লাসে যে জল রাখি, তা কাচের দেয়ালের উপর চাপ সৃষ্টি করে। একইভাবে, যদি আমরা সুইমিং পুলে বা সমুদ্রের জলে স্নান করি, তবে পুলের জল বা সমুদ্রের জলও আমাদের সমগ্র শরীরের উপর চাপ প্রয়োগ করে।
একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় পানির মোট চাপ, যেমন, ২০০ মিটার গভীরতায় সমুদ্রের পানির চাপ হলো বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং সেই ২০০ মিটার গভীরতায় পরিমাপ করা চাপের যোগফল। সুতরাং, পানির চাপ ছাড়াও।
এছাড়াও বায়ুমণ্ডল রয়েছে যা সমুদ্রের জলের উপরিভাগকে চেপে ধরে রাখে।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ তরলের সমস্ত পৃষ্ঠতলে কাজ করে এবং এই চাপ তরলের সকল অংশে বণ্টিত হয়। তাই, উপরিভাগের তরল স্তরের চাপ ছাড়াও একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় তরলের মোট চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ দ্বারাও প্রভাবিত হয়।
এই ব্যাখ্যাটি আরও ভালোভাবে বোঝার জন্য, চলুন পাত্রে থাকা তরলটি পর্যালোচনা করা যাক।
পাত্রের তলার তরলের চাপ অবশ্যই উপরের তরলের চাপের চেয়ে বেশি। যত নিচে যাওয়া যায়, তরলের চাপ তত বেশি হয়; অপরপক্ষে, পাত্রের উপরের পৃষ্ঠের যত কাছে তরল থাকে, চাপ তত কম হয়।
চাপের পরিমাণ ρgh-এর সমানুপাতিক (যেখানে ρ = ঘনত্ব, g = অভিকর্ষজ ত্বরণ এবং h = উচ্চতা বা গভীরতা)। একই গভীরতায় প্রতিটি বিন্দুতে চাপের পরিমাণ একই থাকে। এটি যেকোনো পাত্রে থাকা সকল তরলের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য এবং পাত্রের আকৃতির উপর নির্ভর করে না।
যদি আমরা বাইরে থেকে চাপ প্রয়োগ করি, যেমন তরলের উপরিভাগে চাপ দিয়ে, তাহলে তরলের ভেতরের চাপের বৃদ্ধি সর্বত্র একই থাকে। সুতরাং, বাহ্যিক চাপ প্রয়োগ করা হলে তরলের প্রতিটি অংশ একই পরিমাণ চাপ পায়। তাই, একই গভীরতায় প্রতিটি বিন্দুতে চাপ সর্বদা একই থাকে। এটিই প্যাসকেলের নীতি, যা ব্লেইজ প্যাসকেলের (১৬২৩-১৬৬২) নামানুসারে প্রবর্তিত ও নামকরণ করা হয়েছে। প্যাসকেল একজন ফরাসি দার্শনিক ও বিজ্ঞানী।
প্যাসকেলের নীতি অনুসারে, একটি বদ্ধ স্থানে থাকা তরলের উপর প্রযুক্ত চাপ তরলটির প্রতিটি অংশে এবং পাত্রের দেয়ালগুলিতে সঞ্চারিত হয়।
প্যাসকেলের নীতির প্রয়োগ
প্যাসকেলের নীতির উপর ভিত্তি করে, মানুষ জীবনকে সহজতর করার জন্য বিভিন্ন সরল ও অত্যাধুনিক সরঞ্জাম তৈরি করেছে। এগুলোর মধ্যে কয়েকটি হলো হাইড্রোলিক লিফট, হাইড্রোলিক ব্রেক ইত্যাদি।
হাইড্রোলিক লিফট
হাইড্রোলিক লিফটটি দুটি পৃষ্ঠবিশিষ্ট একটি পাত্র নিয়ে গঠিত। উভয় পৃষ্ঠেই একটি করে পিস্টন থাকে, যেখানে বাম দিকের পিস্টনের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল ডান দিকের পিস্টনের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের চেয়ে ছোট। পিস্টনের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলটি পাত্রটির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করা হয়। পাত্রগুলো লুব্রিকেন্টের মতো তরল পদার্থ দিয়ে পূর্ণ করা হয়।
যদি ছোট পৃষ্ঠতল ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট পিস্টনটিকে নিচে চাপ দেওয়া হয়, তাহলে তরলের প্রতিটি অংশও
নিচের দিকে চাপ দেওয়া হয়। একটি ছোট পৃষ্ঠতলযুক্ত পিস্টন দ্বারা প্রদত্ত চাপ তরলের সমস্ত অংশে ছড়িয়ে পড়ে। ফলস্বরূপ, তরলটি বৃহত্তর পৃষ্ঠতলযুক্ত পিস্টনটিকে চাপ দিতে থাকে যতক্ষণ না পিস্টনটি উপরের দিকে উঠে আসে। চাপ দেওয়া পিস্টনের পৃষ্ঠতল ছোট হওয়ায় তরলকে ঠেলতে প্রয়োজনীয় বলও কম হয়। কিন্তু যেহেতু চাপ তরলের সমস্ত অংশে অব্যাহত থাকে, তাই যখন তরলটি বড় পৃষ্ঠতলযুক্ত পিস্টনটিকে ডানদিকে চাপ দেয়, তখন এই ছোট বলটি পরিবর্তিত হয়ে যায়। খুব কম মানুষই বড় পৃষ্ঠতলযুক্ত পিস্টনে প্রবেশ বল প্রয়োগ করে, কারণ এটি লাভজনক নয়। বড় পৃষ্ঠতলযুক্ত পিস্টনের শীর্ষে সাধারণত এমন বস্তু বা জিনিস রাখা হয় যা তুলতে চাওয়া হয় (উদাহরণস্বরূপ, একটি গাড়ি)।
যদি বিশাল ভরের একটি গাড়ি শুধু একটি পিস্টনে চাপ দিয়েই সহজে তুলে ফেলা যায়, তবে অবাক হবেন না। পিস্টনের পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল এতটাই কম যে আমরা যে বল প্রয়োগ করি তাও কম হয়। তবে, আউটপুট পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল বড় হলে এই কম প্রয়োগকৃত বল একটি বিশাল আউটপুট বলে রূপান্তরিত হতে পারে।
উদাহরণ সমস্যা ১:
জ্ঞাত :
A1 = 100 সেমি2
A2 = 250 সেমি2
F1 = 200 এন
আবশ্যক : F2
সমাধান:
উদাহরণ সমস্যা ১:
জ্ঞাত :
A1 = 100 সেমি2 = 100 এক্স 10-4 m2 = 0.01 মি2
A2 = 250 সেমি2 = 250 এক্স 10-4 m2 = 0.025 মি2
বোঝাটির ভর = ২০০ কেজি
তেলের ঘনত্ব (ρ) = ৮০০ কেজি/মি³3
তেল স্তম্ভের উচ্চতা (h) = ২ মিটার
অভিকর্ষজ ত্বরণ (g) = 10 m/s²2
আবশ্যক :
সর্বনিম্ন কি ইনপুট বল (F) প্রয়োগ করলে বোঝাটি ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থায় থাকবে (বোঝাটি নড়বে না)?
সমাধান:
