গতি শক্তি

ৰ সৈতে। তেওঁ গতিশক্তিৰ গাণিত্যিক সম্বন্ধ প্ৰকাশ কৰা প্ৰথম ব্যক্তি আছিল— ⟨E_\text{kin} \propto m v^2⟩। অৰ্থাৎ দুগুণ দ্ৰুতি যুক্ত এটা পদাৰ্থই মৰা খুণ্ডাটো চাৰিগুণ – 2×2 – কঠিনতৰ। (প্ৰতিকৃতি ম'ৰিছ কোৱেন্টিন ডে লা টু'ৰ ৰ দ্বাৰা।)]]

পদাৰ্থ বিজ্ঞানত গতি শক্তি (Kinetic energy) হৈছে কোনো পদাৰ্থৰ গতিৰ ফলত উৎপন্ন হোৱা শক্তি। নিৰ্দিষ্ট ভৰৰ কোনো পদাৰ্থ এটাক স্থিৰাৱস্থাৰ পৰা উক্ত বেগলৈ ত্বৰিত কৰিবলৈ প্ৰয়োজন হোৱা কাৰ্য্যই তাৰ গতিশক্তি বুলি সংজ্ঞাবদ্ধ কৰা হয়। পদাৰ্থই ত্বৰিতাৱস্থাত সেই শক্তি আহৰণ কৰি নিজৰ গতিশক্তি অক্ষুণ্ণ ৰাখে যেতিয়ালৈকে তাৰ দ্ৰুতি পৰিৱৰ্ত্তিত নহয়। পদৰ্থটোক আকৌ বিত্বৰিত কৰিবলৈ সমপৰিমাণৰ বিপৰীত শক্তি প্ৰয়োগ কৰি তাৰ উপস্থিত দ্ৰুতিৰ পৰা তাক স্থিৰাৱস্থালৈ আনিব পাৰি। যথাবিধিমতে, গতিশক্তি হৈছে কোনো প্ৰণালীৰ লাগ্ৰেঞ্জীয়ৰ যিকোনো ৰাশি য'ত অন্তৰ্নিহিত এটি সময় সাপেক্ষ অৱকলজ।

ধ্ৰুপদী বলবিজ্ঞানত, m ভৰযুক্ত আৰু v গতিৰে ভ্ৰাম্যমাণ হোৱা অঘূৰ্ণীয়মান পদাৰ্থ এটাৰ গতিশক্তি হৈছে ⟨\frac{1}{2}mv^2⟩। আপেক্ষিক বলবিজ্ঞানত ই এক সুসন্নিকৰ্ষ (good approximation) কেৱল, যেতিয়া v আলোকীয়গতিতকৈ বহু কম হয়।

গতিশক্তিৰ SI একক জুল আনহাতে ইয়াৰ ইংৰাজী একক হৈছে ফুট-পাউণ্ড।

ইতিহাস

ইংৰাজী ভাষা kinetic শব্দৰ গুৰিতে আছে গ্ৰীক ভাষা শব্দ κίνησις kinesis, যাৰ অৰ্থ হৈছে 'গতি'। গতি শক্তি আৰু স্থিতিশক্তিৰ মাৰ দ্বিবিভাজন এৰিষ্ট'টলৰ actuality আৰু potentiality ৰ ধাৰণাৰ পৰা জানিব পৰা যায়^১।

গটফ্ৰাইড লেইবনিজ আৰু জনান বাৰ্ণলিয়ে পোন প্ৰথমে ধ্ৰুপদী বলবিজ্ঞানৰ সূত্ৰ E ∝ mv2 আগবঢ়াইছিল। তেওঁলোকে গতি শক্তিক living force, vis viva(লেটিন ভাষা) হিচাপে ব্যাখ্যা আগবঢ়াইছিল। পাছত নেডাৰলেণ্ডৰ উইলিয়াম গ্ৰেভছেণ্ডে এই সম্পৰ্কটোৰ পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ আগবঢ়ায়। বেলেগ বেলেগ জোখৰ ওজন বেলেগ বেলেগ উচ্চতাৰ পৰা পেলাই দি তেওঁ নিৰ্ণয় কৰিছিল যে বোকাত যিমান গভীৰতালে ওজনটো সোমাই যায়, সেয়া গতিৰ প্ৰভাৱৰ (impact speed) বৰ্গৰ সমানুপাতিক।

বৰ্তমান সময়ৰ গতি শক্তি আৰু কাৰ্যৰ যি বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা সেয়া ১৯ শতিকাৰ মাজভাগৰ পৰাহে হৈছিল। এই ধাৰণাসমূহৰ প্ৰাৰম্ভিক ব্যাখ্যা ১৮২৯ চনত গেচপাৰ্ড গাস্তভ কলিঅলিছে Du Calcul de l'Effet des Machines নামেৰে প্ৰকাশ কৰিছিল। উইলিয়াম থমচন, যাক পাছলৈ লৰ্ড কেলভিন নামেৰে জনা যায়, তেওঁৱে পোনপ্ৰথমে "kinetic energy" হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰিবলৈ আৰম্ভ কৰিছিল^২৩।

ব্যাখ্যা

শক্তি বিভিন্ন প্ৰকাৰে থাকে, যেনে ৰাসায়নিক শক্তি, তাপীয় শক্তি, বিদ্যুৎচুম্বকীয় নিৰ্গমন শক্তি, মহাকৰ্ষণিক শক্তি, বিদ্যুৎ শক্তি, ইলাষ্টিক শক্তি, নিউক্লিয়েৰ শক্তি আৰু বিশ্ৰাম শক্তি (rest energy)। এইসমূহক মুখতঃ দুই ভাগত ভগাব পাৰি, স্থিতি শক্তি আৰু গতি শক্তি। পদাৰ্থৰ গতিৰ ফলত গতি শক্তি লাভ কৰে। গতি শক্তি বস্তুৰ মাজত স্থানান্তৰ কৰিব পাৰি আৰু শক্তিৰ অন্য ৰূপলৈ সলাব পাৰি^৪।

গতি শক্তিক ভালদৰে বুজি পাবলৈ উদাহৰণৰ সহায় ল'ব পাৰি য'ত ই কেনেদৰে বিভিন্ন ৰূপলৈ সলনি হয় সেয়া ব্যাখ্যা কৰা হয়। উদাহৰণস্বৰূপে, এজন চাইকেল আৰোহীয়ে খাদ্য গ্ৰহণ কৰি তাৰ ৰাসায়নিক শক্তি ব্যৱহাৰ কৰি চাইকেলখনৰ গতি কৰাব পাৰে। বায়ুৰ বাধা আৰু ঘৰ্ষণ অতিক্ৰম কৰাৰ বাদে সেই গতিতে চাইকেলখন গৈ থাকিব পাৰে। ৰাসায়নিক শক্তিখিনি গতি শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত হয় কিন্তু এই প্ৰক্ৰিয়াটোৰ চাইকেল আৰোহীজনৰ তাপ উৎপন্ন হয়।

গৈ থকা চাইকলে আৰোহী আৰু চাইকেলখনৰ গতি শক্তি আৰু অন্য ৰূপলৈ সলনি হ'ব পাৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, চাইকেল আৰোহীজনে সন্মুখত তেওঁ পাৰ কৰিব নোৱাৰা ওখ শিল এটাৰ মুখামুখি হ'লে ৰৈ দিবলৈ বাধ্য হয় আৰু তেতিয়া গতি শক্তিখিনি স্থিতিশক্তিলৈ(মহাকৰ্ষণিক বিভৱ শক্তি,gravitational potential energy) ৰূপান্তৰিত হয়। শক্তি কেতিয়াও বিনাশ নহয়, ই মাত্ৰ ৰূপান্তৰ হয়। চাইকেল আৰোহীজনে চকাত ডাইনাম' ব্যৱহাৰ কৰি বিদ্যুৎ শক্তিও পাব পাৰে।

কোনো পদাৰ্থৰ গতি শক্তি বস্তু আৰু দৰ্শকৰ প্ৰসংগ প্ৰণালীৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল। গতিকে, কোনো পদাৰ্থৰ গতি শক্তি অপৰিৱৰ্তিত নহয়।

মহাকাশযানে ৰাসায়নিক শক্তি ব্যৱহাৰ কৰি উৰা মাৰে আৰু নিৰ্দিষ্ট অনুপাতৰ গতি শক্তি লাভ কৰি কক্ষপথৰ গতি লাভ কৰে। ঘূৰণীয়া কক্ষপথৰ বাবে গতি শক্তি ধ্ৰুৱক (remains constant) হৈ থাকে।

গতি শক্তি এটা বস্তুৰ পৰা আন এটালৈ দিব পাৰি। বিলিয়াৰ্ড খেলত কিউ ষ্টিকৰ জৰিয়তে আঘাত কৰি কিউ বলত গতি শক্তি প্ৰদান কৰে। যদি কিউ বলটোৱে বেলেগ এটা বলত আঘাত কৰে, তেন্তে কিউ বলটো লাহে লাহে ৰৈ যায় আৰু আনটো বলে গতি শক্তি লাভ কৰে ত্বৰিত হয়। বিলিয়াৰ্ড খেলত ইলাষ্টিক সংঘৰ্ষ হয় আৰু সেইবাবে গতি শক্তি সংৰক্ষণ হৈ থাকে।

নিউটনিয়ান গতি শক্তি

অনমনীয় বস্তুৰ গতি শক্তি

ধ্ৰুপদী বলবিজ্ঞানত গতি শক্তি বস্তুৰ ভৰ আৰু গতিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল। ⟨E_\text{k} =\tfrac{1}{2} mv^2⟩ য'ত ⟨m⟩ হৈছে ভৰ আৰু ⟨v⟩ হৈছে গতি (বা বেগ)। এছ আই এককত ভৰ জোখা হয় কিল'গ্ৰামত, গতি জোখা হয় মিটাৰ প্ৰতি ছেকেণ্ডত আৰু গতি শক্তি জুল হিচাপে প্ৰকাশিত হয়।