বল কাকে বলে? বল কত প্রকার ও কি কি?

পদার্থ বিজ্ঞানে বল (Force) সম্পর্কে অনেক শুনেছি এবং জেনেছি। আজ বল সম্পর্কে আরো বিস্তারিত জানবো । বল অনেক ধরনের হয়ে থাকে যেমন: ঘর্ষনবল, স্পর্শবল, টানাবল, সংঘর্ষের ফলে সৃষ্ট বল ইত্যাদি । বল এমন এক ধরনের বাহ্যিক প্রভাব যা কোনো স্থির বস্তুকে গতিশীল করে এবং গতিশীল বস্তুকে তার পূর্বের অবস্থানের পরিবর্তন ঘটাতে বাধ্য করে।

বল কাকে বলে?

বলের সংজ্ঞাঃ

যে বাহ্যিক কারণের জন্য কোনো স্থিতিশীল বস্তু গতিশীল হয় এবং তার অবস্থান পরিবর্তন হয়, তখন সেই বাহ্যিক কারণকে বলা হয় বল।

যা স্থির বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তাকে গতিশীল করে বা করতে চায় অথবা যা গতিশীল বস্তুর উপর ক্রিয়া করে তার গতির পরিবর্তন করে বা করতে চায় তাকে বল বলে।

বলের বৈশিষ্ট:

১। কোনো স্থির বস্তুর উপর প্রযুক্ত বল সেই স্থিতিশীল বস্তুকে গতিশীল করতে পারে। অর্থাৎ বল ত্বরণ সৃষ্টি করতে সক্ষম।
২। বল সবসময় জোড়ায় জোড়ায় ক্রিয়া করে। অ দুটি বস্তুর মধ্যে যদি কিংবা না হয় তাহলে বল হয় না।
৩। কেনো বস্তুর উপর বল প্রয়োগের ফলে গতিশীল বস্তুর বিকৃতি ঘটতে পারে অথবা বস্তুর বেগ হ্রাস অথবা বৃদ্ধি পায়।
৪। একটি গতিশীল বস্তুর বেগ তথা গতি যেদিকে থাকে, বল প্রযুক্ত করা হলে সেই গতি তথা বল পরিবর্তন হয়ে যায়।

বলের এককঃ

বলের এফ.পি.এস একক পাউন্ডাল এবং
এস.আই পদ্ধতিতে বলের একক নিউটন।

মাত্রাঃ

বলের মাত্রা, [F] =[MLT^-2]

বলকে সাধারণত F দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
m ভরের কোনো বস্তুর উপর F বল প্রয়োগ করা হলে ত্বরণ a সৃষ্টি হয়,
F = ma
অর্থাৎ ত্বরণ এবং ভরের গুণফল দ্বারা বল পরিমাপ করা হয়।

বলের প্রকারভেদ / বল কত প্রকার ও কি কি? (Kinds of forces)

প্রকৃতিতে বিভিন্ন ধরনের বল রয়েছে। এই বল গুলোর সাথে প্রায় আমরা সবাই পরিচিত। এই বল গুলোর আবার বিভিন্ন নামকরণও রয়েছে। এই সবগুলো বলের আলাদা নাম থাকলেও সবগুলো কিন্তু মৌলিক বল নয়।

মৌলিক বল

যে সকল বল অকৃত্তিম বা মূল অর্থাৎ যে সব বল অন্য কোন বল থেকে উৎপন্ন হয় না বরং অন্যান্য বল এই সকল বল থেকে উৎপন্ন হয়, তাদেরকে মৌলিক বল বলে।

পৃথিবীতে কত ধরনের বল আছে এটা জিগালে অনেকেই বলবে অনেক ধরণের। কোন কিছুকে যদি ধাক্কা দেই সেটা একটা বল, ট্রাক যখন বোঝা টেনে নিয়ে যায় সেটা একটা বল, ঝড়ে গাছ উপরে পড়ে গেলে সেটা একটা বল, চুম্বক যখন লোহাকে আকর্ষণ করে সেটা একটা বল, বোমা বিস্ফোরণে যখন ঘরবাড়ি উড়িয়ে দেয় সেটা একটা বল ইত্যাদি। আরও সময় নিয়ে বললে আরও অনেক ধরণের বল খুঁজে পাওয়া যাবে। তবে মজার ব্যাপার হলো প্রকৃতিতে শুধু মাত্র চার ধরণের বল রয়েছে। উপরে যেসকল বলের কথা বলা হয়েছে সেগুলোকে বিশ্লেষণ করলে দেখা যাবে এগুলো ঘুরে ফিরে এই চার রকমের বাইরে কোনটা নয়। মূলত মৌলিক বল চারটি। এগুলো হলো –

• মহাকর্ষ বল ( Gravitational force )
• তড়িৎ – চুম্বকীয় বল ( Electromagnetic force )
• সবল নিউক্লীয় বল ( Strong nuclear force )
• দুর্বল নিউক্লীয় বল ( Weak nuclear force )

মহাকর্ষ বল ( Gravitational force

মহাকর্ষ বল :  এই সৃষ্টিজগতে সকল বস্তু তাদের ভরের কারণে একে অপরকে যে বল দিয়ে আকর্ষণ করে তাকে মহাকর্ষ বল বলে। অর্থাৎ, মহাবিশ্বের যে কোনো দুটি বস্তুর মধ্যে এক ধরনের আকর্ষণ বল ক্রিয়াশীল রয়েছে । এই আকর্ষণ বলকে মহাকর্ষ বল বলা হয়। এই মহাকর্ষ বলের প্রভাবে গ্যালাক্সির ভেতরে নক্ষত্ররা ঘুরপাক খায় কিংবা সূর্যকে ঘিরে পৃথিবী ঘুরে, পৃথিবীকে ঘিরে চাঁদ ঘুরে! পৃথিবীর মহাকর্ষ বল যখন আমাদের উপর কাজ করে তখন আমরা সেটাকে বলি মধ্যাকর্ষণ। এই মধ্যাকর্ষণ বল আমাদের পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে অর্থাৎ নিচের দিকে টেনে রেখেছে যেকারণে আমরা নিজেদের ওজনের অনুভূতি পাই।

মহাকর্ষ বলের পরিমাণ ক্রিয়াশীল বস্তু দুটির ভরের গুণফলের সমানুপাতিক এবং বস্তুদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক । বিজ্ঞানীরা ধারণা করেন যে বস্তুদ্বয়ের মধ্যে গ্রাভিটন ( Graviton ) নামক এক প্রকার কণার পারস্পরিক নিময়ের দ্বারা এই মহাকর্ষ বল ক্রিয়াশীল হয় । মহাকর্ষ বল মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভরশীল নয়। মূলত বিজ্ঞানের একটি চমকপ্রদ বল হচ্ছে মহাকর্ষ বল। ভর আছে এমন যেকোনো বস্তু অন্য বস্তুকে মহাকর্ষ বল দিয়ে আকর্ষণ করে।

তড়িৎ – চুম্বকীয় বল ( Electromagnetic force )

তড়িৎ-চুম্বকীয় বল: দুটি আহিত বা চার্জিত বস্তুর মধ্যে এবং দুটি চুম্বক পদার্থের মধ্যে এক ধরনের বল ক্রিয়াশীল থাকে । এ ধরণের বলকে যথাক্রমে কুলঘের তড়িৎ এবং চৌম্বক বল বলা হয় । চৌম্বক বল এবং তড়িৎ আকর্ষণ এবং বিকর্ষণ উভয় ধরনের হতে পারে । তড়িৎ এবং চৌম্বক বল আকর্ষণ এবং বিকর্ষণ উভয় ধরনের হতে পারে । ধারণা করা হয় যে , মূলত চার্জহীন এবং ভরহীন ফোটন নামক এক প্রকার কণার পারস্পরিক বিনিময়ের মাধ্যমে এই বল কার্যকর হয়। রাসায়নিক বিক্রিয়া, আণবিক গঠন , স্থিতিস্থাপক বল ইত্যাদিতে চুম্বকীয়- তড়িৎ বলের প্রকাশ ঘটে।

সবল নিউক্লীয় বল ( Strong nuclear force )

সবল নিউক্লীয় বল : সৃষ্টি জগতের সবচেয়ে শক্তিশালী বল হচ্ছে এই সবল নিউক্লীয় বল। তড়িৎ চুম্বক বল থেকেও এই বল একশত গুণ বেশি শক্তিশালী তবে এটিও খুব অল্প দূরত্বে (10^-18 m) কাজ করে।

প্রোটন ও নিউট্রন দ্বারা গঠিত হয় একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস। এদেরকে সামষ্টিকভাবে বলা হয় নিউক্লিয়ন (Nucleon) । নিউক্লিয়াসের মধ্যে সমধর্মী ধনাত্মক আধানযুক্ত প্রোটনগুলো খুব কাছাকাছি থাকায় এদের মধ্যে কুলঘের বিকর্ষণ বল প্রবল হওয়া উচিত এবং নিউক্লিয়াস ভেঙ্গে যাওয়ার কথা । কিন্তু বাস্তবে অনেক নিউক্লিয়াসই স্থায়ী। নিউক্লিয়নের মধ্যে যে মাধ্যাকর্ষণ বল কাজ করে তা এত নগণ্য যে এই বল কুলঘের বিকর্ষণ বলকে প্রতিমিত (balance) করতে পারে না । সুতরাং নিউক্লিয়াসে অবশ্যই অন্য এক ধরনের সবল বল কাজ করে যা নিউক্লিয়াসকে ধরে রাখে । এই বলকে বলা হয় সবল নিউক্লীয় বল । বিজ্ঞানীদের ধারণা যে নিউক্লিয়নের মধ্যে মেসন ( Meson ) নামে এক প্রকার কণার পারস্পরিক বিনিময়ের দ্বারা এই বল ক্রিয়াশীল হয় । এই বল আকর্ষণধর্মী , স্বল্প পাল্লা বিশিষ্ট (short range) , চার্জ নিরপেক্ষ এবং নিউক্লিয়াসের বাইরে ক্রিয়াশীল নয়।

দুর্বল নিউক্লীয় বল ( Weak nuclear force )

দুর্বল নিউক্লিয় বল: প্রকৃতিতে বেশ কিছু মৌলিক পদার্থ রয়েছে যাদের নিউক্লিয়াস স্বতঃস্ফূর্তভাবে ভেঙ্গে যায় ( যেমন ইউরেনিয়াম , থােরিয়াম ইত্যাদি )। এই সমস্ত নিউক্লিয়াসকে বলা হয় তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস। তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে তিন ধরনের রশ্মি বা কণা নির্গত হয় যাদেরকে আলফা রশ্মি,  বিটা রশ্মি এবং গামা রশ্মি বলা হয়। তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে বিটা কণা নির্গত হওয়ার সময় একই সাথে শক্তিও নির্গত হয় । তবে পরিক্ষালব্ধ ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, নিউক্লিয়াস থেকে নির্গত শক্তির পরিমাণ বিটা কণার গতিশক্তির চেয়ে অনেক বেশি। 

1930 সালে ডব্লিউ. পাউলি (W. Pauli ) প্রস্তাব করেন যে অবশিষ্ট শক্তি অন্য এক ধরনের কণা বহন করে যা বিটা-কণার সঙ্গেই নির্গত হয় । এই কণাকে বলা হয় নিউট্রিনো (neutrino)। এই নিউট্রিনো কণা এবং বিটা-কণার নির্গমন চতুর্থ একটি মৌলিক বলের কারণে ঘটে, যাকে বলা হয় দুর্বল নিউক্লীয় বল । এই দুর্বল নিউক্লীয় বল সকল নিউক্লীয় বা তড়িৎ চুম্বকীয় বলের তুলনায় অনেকটা দুর্বল। এই দুর্বল নিউক্লীয় বলের কারণে অনেক নিউক্লিয়াসের ভাঙ্গন প্রক্রিয়া দ্রুত সংঘটিত হয় । ধারণা করা হয়, বোসন নামক এক প্রকার কণার পারস্পরিক বিনিময়ের মাধ্যমে এই দুর্বল নিউক্লীয় বল কার্যকর হয়।

এটাকে দুর্বল বলা হয় কারণ এটি তড়িৎ চুম্বক বল থেকে (প্রায় ট্রিলিয়ন গুণ) দুর্বল,তবে মহাকর্ষ বলের মত এত দুর্বল নয়। মহাকর্ষ ও তড়িৎ চুম্বক বল যেকোনো দূরত্ব থেকে কাজ করতে পারে কিন্তু এই বল খুবই অল্প দূরত্বে কাজ করতে পারে।

এগুলো ছাড়াও আরও অনেক বল রয়েছে। যেমন –

ঘর্ষণ বল কাকে বলে?

ঘর্ষণ বলঃ একটি বস্তু যখন অন্য একটি বস্তুর সংস্পর্শে থেকে একের উপর দিয়ে অপরটি চলতে চেষ্টা করে বা চলতে থাকে তখন বস্তুদ্বয়ের স্পর্শতলে গতির বিরুদ্ধে একটি বাধার উৎপত্তি হয়,এ বাধাকে ঘর্ষণ বলে। আর এই বধাদানকারী বলকে ঘর্ষণ বল বলা হয়।

ঘর্ষণ বল আবার চার প্রকার। এগুলো হলো-

• স্থিতি ঘর্ষণ
• পিছলানো ঘর্ষণ
• আবর্ত ঘর্ষণ
• প্রবাহী ঘর্ষণ।

স্পর্শ বল কাকে বলে?

স্পর্শ বলঃ যে বল সৃষ্টির জন্য দুটি বস্তুর প্রত্যক্ষ সংস্পর্শের প্রয়োজন তাকে স্পর্শ বল বলে।

অস্পর্শ বল কাকে বলে?

অস্পর্শ বলঃ দুটি বস্তুর প্রত্যক্ষ সংস্পর্শ ছাড়াই যে বল ক্রিয়া করে তাকে অস্পর্শ বল বলে।

সাম্য বল কাকে বলে?

সাম্য বলঃ কোনো বস্তুর উপর একাধিক বল ক্রিয়া করলে যদি বলের লব্ধি শূন্য হয় অর্থাৎ বস্তুর কোনো ত্বরণ না হয়,তখন আমরা বলি বস্তুটি সাম্যাবস্থায় আছে। যে বলগুলো এই সাম্যবস্থা সৃষ্টি করে তাদেরকে সাম্য বল বলে।

অসাম্য বল কাকে বলে?

অসাম্য বলঃ যদি কোনো বস্তুর ওপর ক্রিয়াশীল লব্ধি বলের মান শূন্য না হয় তখন ক্রিয়ারত বলগুলোকে অসাম্য বল বলে।

মৌলিক বলসমূহের তীব্রতার তুলনা

চারটি মৌলিক বলের পরিমাপের শক্তির তুলনা করলে দেখা যায় যে সবচেয়ে দুর্বল বল হলো মহাকর্ষ বল এবং সবচেয়ে শক্তিশালী বল হচ্ছে সবল নিউক্লীয় বল।
সবল নিউক্লীয় বল এবং দুর্বল নিউক্লীয় বল উভয় ধরনের নিউক্লীয় বলের ক্লিয়ার পাল্লা (range) খুবই স্বল্প। এগুলো শুধু নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরে ক্রিয়াশীল হয়। তবে কখনও নিউক্লিয়াসের পৃষ্ঠের বাইরে ক্রিয়াশীল হয় না। অন্যদিকে তড়িৎ-চুম্বকীয় এবং মহাকর্ষ বলের পাল্লা প্রায় অসীম।

এই চারটি মৌলিক বলের আপেক্ষিক সবলতা সম্বন্ধে সঠিক ধারণা লাভের জন্য আমরা ধরে নিতে পারি সবল নিউক্লীয় বলের মান 1, এক্ষেত্রে দুর্বল নিউক্লীয় বল , মহাকর্ষ বল এবং তড়িৎ-চুম্বকীয় বলের আপেক্ষিক স্বলতার মান হবে যথাক্রমে 10-12 ,10-39 ,10-2 ।

চারটি মৌলিক বলের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপনের জন্য বিজ্ঞানীরা হাজার হাজার বছর ধরে চেষ্টা চালিয়ে যাচ্ছেন। প্রফেসর আব্দুস সালাম , ওয়াইনবার্গ ও গ্লাসো এই তিনজন বিজ্ঞানী দীর্ঘদিন গবেষণা করে দুর্বল নিউক্লীয় বল এবং তড়িৎ-চুম্বকীয় বলের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করেছেন যা সালাম-ওয়াইনবার্গের তত্ব নামে পরিচিত।

বলের সঙ্গামূলক ধারণা

• একটি ফুটবলকে কিক মারলে তা সহজেই সামনের দিকে অগ্রসর হয়। তবে একই আকৃতির লোহার বলকে কিক করলে ফুটবলের মতো অগ্রসর হয় না।
• একটি নির্দিষ্ট বেগে চলন্ত সাইকেল কে সহজেই আটকানো সম্ভব। তবে একটি জেট প্লেন কে কোনো ভাবেই সম্ভব নয়।

তো আজকের মতো এখানেই থাকলো। আশা করি বল সম্পর্কে অল্প কিছু হলেও ধারণা দিতে পেরেছি। আর এ নিয়ে কোন প্রশ্ন থাকলে কমেন্ট করে জানাতে ভুলবেন না কিন্তু।