পাঠ ২: নিউটনের ২য় ও ৩য় সূত্র, বলের পরিমাপ ও বলের ঘাত

১. নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র ও F = ma প্রতিপাদন

নিউটনের দ্বিতীয় গতিসূত্র: বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং যেদিকে বল প্রয়োগ করা হয় ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে।

ধরি, $m$ ভরের একটি বস্তু $u$ আদিবেগ নিয়ে চলছে। এর উপর $F$ বল $t$ সময় ধরে প্রয়োগ করায় এর শেষবেগ হলো $v$।

• আদি ভরবেগ = $mu$ এবং শেষ ভরবেগ = $mv$
• ভরবেগের পরিবর্তন = $mv - mu = m(v - u)$
• ভরবেগের পরিবর্তনের হার = $\frac{m(v - u)}{t} = ma$ (যেহেতু ত্বরণ $a = \frac{v - u}{t}$)

নিউটনের সূত্রানুসারে, $ma \propto F \implies F = kma$। এসআই এককে $k = 1$ ধরা হলে পাওয়া যায়:

২. বলের ঘাত ও ঘাত বল (Impulse of Force)

খুব অল্প সময়ের জন্য যখন কোনো বৃহৎ মানের বল প্রযুক্ত হয় (যেমন ব্যাট দিয়ে বলে আঘাত করা), তখন তাকে ঘাত বল (Impulsive Force) বলে। আর বল ও বলের ক্রিয়াকালের গুণফলকে বলের ঘাত (Impulse, $J$) বলা হয়।

অর্থাৎ, বলের ঘাত = ভরবেগের পরিবর্তন।

ক্রিকেট বল ক্যাচ ধরার কৌশল: ফিল্ডাররা যখন ক্যাচ ধরেন, তখন হাতটি বলের সাথে সাথে পেছনের দিকে টেনে নেন। এতে স্পর্শকাল ($\Delta t$) বৃদ্ধি পায়। যেহেতু $F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$, তাই সময় বাড়লে হাতের উপর প্রযুক্ত আঘাতকারী বল ($F$) বহুগুণ কমে যায় এবং হাতে ব্যথা কম লাগে।

৩. নিউটনের তৃতীয় গতিসূত্র (Action and Reaction)

নিউটনের তৃতীয় সূত্র: প্রত্যেক ক্রিয়ারই একটি সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া রয়েছে ($F_1 = -F_2$)।

• ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়া বল কখনোই একে অপরকে বাতিল করে না: কারণ তারা দুটি ভিন্ন বস্তুর উপর কাজ করে (যেমন: পা মাটির ওপর বল দেয়, আর মাটি পায়ের ওপর সমান বল ফেরত দেয়)।
• বাস্তব প্রয়োগ: মাটির ওপর মানুষের হাঁটা, বৈঠা দিয়ে নৌকা চালানো, সাঁতার কাটা এবং রকেট উৎক্ষেপণ।