Life Style
Trending

ভার অথবা লোড কী?

 ভার অথবা লোড কী?

*বিজ্ঞান বা প্রকৌশলের এমন কিছু জিনিস রয়েছে যা সাধারণ মানুষের কাছে পানির মত পরিষ্কার হয়ে ধরা পড়ে।ওজন বা ভার হচ্ছে সেসব ধারণাসমূহের মধ্যে একটি।একটি বাদাম বা এক টুকরো পাথর হাতে কোন টা বেশি ভারী বলে মনে হবে তা যে কোনো মানুষই জানেন বা বলে দিতে পারেন।এমনকি এটা পরিমাণ বা অনুমান করার জন্য বস্তু দুটোকে হয়তো হাতেও নেওয়ার দরকার পরবে না।জন্মের পর থেকে আমরা যে সকল বড়,ছোট,সুষম,কদাকার নানা ধরণের বস্তু দেখতে দেখতে মানুষের মাথাই একটা ধারণা হয়ে গেছে যে,কোন ধরণের জিনিস বা বস্তুর ওজন কেমন হতে পারে।দূর থেকে দেখেই বলে দেওয়া যায় একটা মটর-সাইকেল ও একটা ট্রাকের মধ্যে কোনটার ওজন বেশী।

এখানে ট্রাকের আকার বড় এবং মটর-সাইকেল আকারে ছোট।জিনিস দুটির আকৃতিগত পার্থক্য থেকে এই যে আমরা ওজন অনুমান বা আন্দাজ করার ক্ষমতা পেয়েছি,এই ক্ষমতাকে বলে “অভিজ্ঞতালব্ধ জ্ঞান” (Empirical Knowledge)।এ জ্ঞানের কারণেই নদীর পাড় কোন সময়,কোথায় ভাংবে তা একজন প্রকৌশলীর থেকে ঐ এলাকাতে গত ৩০-৪০ বছর ধরে বসবাস করা গ্রামের মানুষ ভালো ভাবে বলতে বা আন্দাজ করতে পারেন।

কোন জমিতে কোন ধরণের ফসল রোপণ করলে ভালো ফলন পাওয়া যাবে তা ভালো বলতে পারবেন তারাই,যারা পূর্বপুরুষদের সময় থেকে চাষাবাদ করে আসছেন।সে মাটির প্রত্যেক কণা,গন্ধ এবং রং-এর সাথে তারা অতিপরিচিত।আবার কোন সময় স্বাভাবিক সময়ের ব্যতিক্রম কিছু হতে পারে সেটাও তারা বলে দিতে পারেন তাদের অভিজ্ঞতালব্ধ জ্ঞানের উপর নির্ভর করে।যেমন-একটা বেলুনকে যতই বাতাস দিয়ে ফোলানো হোক না কেনো,তার ওজন কখনোই সমআকৃতির কোনো লোহার গোলকের সমান হতে পারে না।জীবনে একবার বেলুন দেখেছেন বা ধরেছেন এমন যে কোনো মানুষ অতি সাধারণ ভাবে এটা জানেন।তিনি জানেন,সবসময় বস্তুর আকুতির উপরেই তার ওজন নির্ভর করে না।পদার্থের পরিমাণ বস্তুর ভিতরে কতখানি তাও এখানে একটি বিবেচ্য বিষয়।

আবার ওজনের অনুভূতি একেক মানুষের কাছে একেক রকম হতে পারে।একজন শক্তিশালী মানুষের কাছে যে ওজন হালকা বলে মনে হবে, সেই একই ভার একজন হালকা-পাতলা মানুষের কাছে ভারী বলে অনুভূত হবে।অনুভূতি ব্যপারটিই মানুষভেদে আলাদা,একে মাপা যায় না।কিন্তু বিজ্ঞান সবসময় চায় সুস্পষ্ট পরিমাপ,যা-স্থান,কাল,পাত্র নির্বিশেষে সকলের কাছে একই রকম থাকবে।এই কাজটি কিভাবে সম্পাদন করা হয়?কীভাবে আমরা কোনো বস্তুর ওজন বা ভার গাণিতিক উপায়ে মেপে নিরপেক্ষভাবে বলতে পারবো কোনটা ভারী আর কোনটা হালকা?

★মহাকর্ষের সাধারণ ধারণা

বিজ্ঞানী আইজ্যাক নিউটন তার উপলব্ধি শক্তি এবং গাণিতিক হিসাব কষে সিদ্ধান্তে আসলেন, যে-বিশ্বের প্রত্যেক বস্তুই একে অন্যকে তার নিজের দিকে আকর্ষণ করে।উভয় আবর্ষণ যুগপৎ ঘটেছে,এমন নয় যে এক বস্তুর আকর্ষণ শেষ হবার পরে অন্য বস্তু আকর্ষণ করা শুরু করেছে,পুরো ঘটনা একই সময়ে ঘটছে।আবার এই আকর্ষণ ঘটে একেবারে সরলরেখা বরাবর,কোনো আঁকাবাকা পথে নয় একদমই।এই আকর্ষণ শক্তি বা বলকে বলা হয় “মহাকর্ষ বল” (Gravitational Froce)।

আপনার মনে কিছু প্রশ্ন আসতে পারে।যদি বিশ্বের প্রত্যেকটি বস্তু একে অপরকে মহাকর্ষীয় বলের মাধ্যমে আকর্ষণ করেই থাকে তাহলে তা আমরা কেনো অনুভব করতে পারি না?আবার যদি আকর্ষণ হয়েই থাকে তাহলে বস্তুগুলো একে অন্যের দিকে ছুটে যায় না কেনো?প্রথম প্রশ্নের উত্তর হলো,একটি চুম্বক যখন অন্য একটি চুম্বক অথবা চৌম্বক পদার্থকে আর্কষণ করে তখন সেটা দেখা যায়-খালি চোখে,আমরা আমাদের দৃষ্টিশক্তির মাধ্যমে এটি অনুভব করতে পারি যে এরা একে অপরকে নিজেদের দিকেই আর্কষণ করছে।এই পন্থাতে আমাদের কাছে চৌম্বকীয়শক্তির অস্তিত্ব বিশ্বাষ করতে বিশেষ কষ্ট হয় না। এদের মধ্যকার আকর্ষণ শক্তি বেশ তীব্র হয় আর এ কারণেই তা খালি চোখে দেখতে বা অনুভব করতে পারি না।

চৌম্বক বলের তুলনায় মহাকর্ষ বলের টান অনেক অংশেই কম।মহাজগতের সব বলকে যে চারটি ভাগে ভাগ করা হয়েছে তার মধ্যে মহাকর্ষ হলো সবচেয়ে দূর্বল।কাজেই এর অস্তিত্ব খালি চোখে অনুভব করতে না পারাই স্বাভাবিক।তবে হ্যাঁ,বস্তু যত বড় হবে,তাদের মধ্যকার মাধ্যাকর্ষণ শক্তির টানও ততই বাড়তে থাকবে।অর্থাৎ,একজন মানুষ অন্য আর একজন মানুষকে যে বলে আর্কষণ করছে তা বুঝতে বেশ কঠিন হলেও,সূর্য পৃথিবীকে বা পৃথিবী একজন মানুষকে যে বলে আকর্ষণ করছে তা দূর থেকে দেখে একমাত্র দৃষ্টিশক্তির সাহায্যে খুব সহজেই অনুধাবন করা যায়।এ বলের কারণেই একজন মানুষ পৃথিবীর পৃষ্ঠ বা মাটি থেকে লাফ দিলে পৃথিবী থেকে বের হয়ে যেতে পারে না,পৃথিবী মানুষটিকে টেনে নিজের দিকে ধরে রাখে।

পৃথিবী বা অন্য যে কোনো বস্তুর মধ্যে যে আকর্ষণ অথবা মাধ্যাকর্ষণ শক্তি কাজ করে তার একটি বিশেষ নাম আছে,নাম টি হলো-“অভিকর্ষ বল”(Gravity)।এখানে অতিস্বাভাবিক ভাবে যে খটকা টা লাগে তা হচ্ছে,মাধ্যাকর্ষণ অথবা অভিকর্ষ যাই হোক,তার মানেই হলো বস্তু দুটি একে অপরকে ‘সমান’ বলে নিজের দিকে আর্কষণ করছে।

ভার অথবা লোড কী?
ভার অথবা লোড কী?

তাহলে আকর্ষণ বল যদি দুই বস্তুই সমান হয়ে থাকে,তাহলে মানুষ কেনো পৃথিবীর ছুটে যায়?পৃথিবী মানুষের দিকে ছুটে আসে না কেনো?এ ব্যাপার টা বেশ কৌতুহল তৈরি করে।মানুষ যখন মাটি থেকে লাফ দেয়,সে অভিকর্ষের টানে মাটিতেই আবার ফিরে আসে।মানুষের কাছে মাটি কখনো ফিরে যায় না।

এর ব্যাখ্যা টা হচ্ছে,মাধ্যাকর্ষণ বা এক্ষেত্রে অভিকর্ষে সেই বস্তুই আধিপত্য বিস্তার করতে পারবে যার ওজন বা ভার বেশি।ভারী বস্তুর দিকে হালকা বস্তু সবসময় ছুটে যাবে,যদিও তাদের তাদের মধ্যকার আকর্ষণ শক্তি বা বল সমান।পৃথিবী ও মানুষের মধ্যে তুলনামূলক মানুষের তুলনায় বেশি ভারী।তাই মানুষ পৃথিবীর দিকে ছুটে আসে এবং এর ব্যতিক্রম ঘটনা ঘটে না। একটি দালান তৈরি থেকে ধ্বংষের আগ অবধি যে একটি মাত্র শক্তির বিরুদ্ধে প্রত্যেক টা সময় যুদ্ধ করতে হয় তা হচ্ছে “বল” বা “ওজন”।একটি দালানে মানুষ বাস করে,ঐসব মানুষের ওজন আছে।

এই মানুষেরা বিভিন্ন আসবাবপত্র ব্যবহার করে,এগুলোরও ওজন আছে।কিছু কিছু দালানে একটা নির্দিষ্ট সময় অনেক মানুষ একসাথে জড়ো হয়,যেমনঃ বিদ্যালয়,শপিং-মল,স্টেডিয়াম ইত্যাদি।কিছু দালানে,যেমনঃকল-কারখানাতে প্রয়োজনীয় বেশ ভারী ভারী যন্ত্রপাতী বসানো হয়।যেমনঃ পোষাক তৈরির কারখানা,কোনো ধরণের রাসায়নিক সামগ্রী তৈরির কারখানা-ইত্যাদি।এভাবে একেক রকমের দালানকে তাদের জীবনকালে ভেতরে থাকা সব ধরণের ভারকে সামাল দিতে হয়।এই জন্য ঐসব অবকাঠামোগত নির্মান পদ্ধতি বা নকশাও আলাদা বা একেক রকম হয়ে থাকে।

তবে দালানের ভেতর অতসব ওজন বা ভার বহন করা তার জন্য বেশ হালকা ব্যপার। এর চেয়েও ভয়াবহ অন্য আরেক ধরণের ওজন বা ভরের বিরুদ্ধে তাকে সবসময় যুদ্ধ করতে হয়।চোখের সামনে থাকা ওজন বা ভার দেখতে দেখতে ও এসব বিশ্লেষন করতে করতে আমরা বেশির ভাগ সময়ই আমরা ভুলে থাকি চোখের আড়ালে থাকা সেই ভয়ংকর ভার বা ওজনের কথা,যাকে শত্রু বললে ভুল হবে না।দালানের উপর সবচেয়ে বেশি পরামাণে যে ওজন বা ভার আসে তা কেনো সেগুন কাঠের ভারী আসবাবপত্র থেকে নয়,কোনো টনকে টন ভরী কম্প্রেশন টেস্টিং মেশিন থেকে নয়,সেই ওজন আসলে দালানের নিজের,যাকে ইংরেজিতে বলে “Self Weight“।

ভার অথবা লোড কী?

★নিজস্ব ভার(Self Weight)

একজন মানুষের হাতে যদি ১ কেজি ওজনের একটি বস্তু দিয়ে তাকে মাটির উপর দাঁড় করিয়ে দেয়া হয়,তখন সাধারণ ভাবে আমরা ধরে নেই মাটির উপর ঐ ১কেজি ওজনের বস্তুটির ওজনই একমাত্র প্রতিস্থাপন হচ্ছে।এক্ষেত্রে যে ওজন হিসেবের কথা আমরা তা হচ্ছে,ঐ ব্যাক্তির নিজের শরিরের ওজন।ধরি যার হাতে একটু সময় আগে ১কেজি ওজনের একটি বস্তু দেওয়া হয়েছিলো,ঐ ব্যক্তির শরিরের ওজন ৭০ কেজি।এখন যদি প্রশ্ন করা হয় উনি যে জায়গাই দাড়িয়ে আছেন ঐ জায়গার উপর ঠিক কতটুকু ভর তার ওজন চালান করে দিচ্ছে?উত্তর হবে ৭০কেজি+১কেজি=৭১ কেজি ভরের ওজন সেখানে মাটির উপর দেওয়া হচ্ছে।

বলা যেতে পারে,ব্যক্তির এই ৭০ কেজি ওজন থেকে প্রযুক্ত ওজন হচ্ছে তার “নিজস্ব ওজন”।খেয়াল করলে দেখা যাবে যে শুরুতে দেওয়া ১কেজি ভরের তুলনাই ব্যক্তির ঐ নিজের শরিরের ওজন বা ভর কিন্তু অনেক বেশি,৭০ গুন।কাজেই আগ্রাহ্য করার কোনো সুযোগ নেই একে।দালানের বেলাতেএ কথাটা খাটা একই ভাবে।দালানের ভিতর বা উপরে বোঝাই করা মানুষ,তাদের ব্যবহার্য আসবাবপত্র,ছাদের পানির ট্যাংক ইত্যাদি মাথাই করে দাড়িয়ে আছে।একজন প্রকৌশলীকে একটি দালানের নকশা করার আগেই জেনে-বুঝে হিসাব করে নিতে হবে যে দালানে কি কি জিনিসপত্র থাকবে এবং তাদের ওজন কত হবে।সাথে পুঙ্খানুপুঙ্ভাবে গাণিতিক হিসাব কষে দালানের নিজস্ব ওজন কত হবে তাও বের করতে হবে।

ভার অথবা লোড কী?

দালানের কোন কোন জাইগা থেকে তার নিজস্ব ওজন আসতে পারে বিবেচনা করা যাক।মানুষের যেমন-হাত,পা,মাথা ,পেটসহ আরও নানা প্রকার অঙ্গ-প্রত্যঙ্গ রয়েছে,দালানেরও এই রকম বিভিন্ন অংশ আছে,যেখান থেকে আলাদা আলাদা ভাবে ওজন দালানের নিচে অবস্থিত মাটিতএ চালান হয়,যেমন-বিম,কলাম,স্ল্যাব,এইসব-এর ভেতরে অবস্থিত রড,ইত্যাদি।

 

তবে একজন মানুষ যেভাবে মাটির উপর দাঁড়িয়ে মাটিতে ওজন চালান করে দেয়,দালান তা হুবহু ঠিকঐভাবে করে না।ওজন চালানের দিক থেকে এ দু’আর মাঝে গুণগত কয়েকটা পার্থক্য রয়েছে।ঐ ব্যাক্তি যখন মাটির উপর দাঁড়িয়ে আছেন তখন তিনি খুব ছোট একটা জায়গার উপর ভর প্রদান করছেন।বলা যেতে পারে ব্যাক্তির দুই পায়ের নিচের যতটুকু জায়গাতে মাটি আছে ঠিক ততটুকু জায়গাতে তিনি ভর প্রদান করছেন।তিনি একটি মাঠে দাড়িয়ে আছেন বলে ধরা যাক।এখন তার পায়ের নিচে যে জায়গাটুকু আছে তা পুরো মাঠের তুলনাই অনেক ছোট,বিন্দুর মত একেবারে।

এভাবে গোটা ভর বা ওজন যখন শুধুমাত্র একটি বিন্দুর উপর প্রয়োগ করা হয়, বা সহজ কথাই বস্তুটি যখন শুধুমাত্র একটি বিন্দুর উপর দাঁড়িয়ে থাকে তখন যে ওজন অনুভূত হয়,তাকে বলে ‘বিন্দু ভার’ (Point Load)।যেমনঃ ধরে নেয় যে,আমার ফুলদানি একটি নির্দিষ্ট জায়গায় তুলনামূলক ভাবে একটি বিন্দুর উপর তার ভার বা ওজন প্রদান করছে,কাজেই সেটি একটি বিন্দু ভার।বাসার ভিতরে মানুষেরা আছেন,তারা কখনো একটু নির্দিষ্ট জায়গাতে স্থির হয়ে দাঁড়িয়ে আছেন।

০অতএব,তারা সকলে একেকটি বিন্দু ভার বা ওজন বলে বিবেচিত হতে পারেন।একটি নির্দিষ্ট জায়গায় অবস্থিত বিন্দু ভার বা ওজন প্রদানকারী আসলেই কতটুকু ভার প্রদান করেছে সেটি গাণিতিক ভাবে বের করা যায় নিউটনের গতি সংক্রান্ত দ্বিতীয় সূত্র ধরে।কোনো বস্তুর যদি ভর হয় ৬৫ কেজি,তবে ঐ স্থানের অভিকর্ষজ ত্বরণ,যা আদর্শ হিসেব অনুযায়ী ৯.৮মি./সেকেন্ড^(২),দ্বারা গুণ করে বস্তুর ওজন হিসেব করা হয়।উল্লেখ করি যে,বস্তুর ওজন পরিমাপের আন্তর্জাতিক একক হলো “নিউটন”।

এই ক্ষেত্রে ওজন হবে,

৬৫কেজি x ৯.৮মি./সেকেন্ড^(২)=৬৩৭ নিউটন।

আমরা সাধারণ ভাবে বাড়িতে ওজন মাপক যন্ত্রে আমাদের যে ওজন মাপি তা হচ্ছে “বিন্দু ভার” বা “বিন্দু ওজন”।কল্পনা করা যাক এবার,একটু আগে যে ব্যক্তি মাঠের একটি ছোট জায়গাতে দাঁড়িয়ে ছিলেন,এখন আর তিনি দাড়িয়ে নেই,শুয়ে পড়েছেন ক্লান্ত হয়ে।পুরো দৃশ্যটি এখন খুব ভালো করে খেয়াল বা পর্যবেক্ষণ করা প্রয়োজন।

এখন কিন্তু ঐ ব্যাক্তি আর ছোট একটি জায়গার উপর আর ভর দিচ্ছেন না যাকে বিন্দু হিসাবে চাইলেই বিবেচনা করা ডাবে।যেহেতু এখন তিনি শুয়ে পড়েছেন, তার মানে হচ্ছে বেশ বড় একটি জায়গার উপর তিনি তার ভার বা ওজন প্রদান করছেন।বলা যায়,তিনি আর এখন একটি বিন্দুর উপর নয়,বরং ঐ বিন্দুটির মতো আরও অসংখ্য বিন্দুর উপর একইসাথে ভার বা ওজন প্রদান করছেন। কাজেই একে আর আগের মত বিন্দু ভার বলে বিবেচনা করা যাবে না।এমন করলে তা চরম ভুল হবে।যদিও তিনি শুয়ে শুয়ে এখনো মাটির উপর ৬৩৭ নিউটন বলই প্রদান করছেন,তবে আগের থেকে একটু অন্য ভাবে।এখন প্রশ্ন হলো,এই ডে অন্যভাবে এখন ওজনের হিসাবটা করতে হচ্ছে একে গাণিতিকভাবে কীভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে?

সমবন্টিত ভার বা ওজন (Uniformly Distributed Load)

৬টি কেজি ভরের যে ব্যক্তির কথা এত সময় ধরে আমরা আলোচনা করা হচ্ছে,এবার ধরা যাক তাঁর উচ্চতা ২মিটার।তিনি এই মুহূর্তে ক্লান-পরিশ্রান্ত,সটান হয়ে শুঢে আছেন মাটিতে।ধরে নেয়,তাঁর শরীরের ২মিটারের নিচে অবস্থিত সবটুকু মাটিতে তার ৬৫ কেজি ভর থেকে উদ্ভূত ৬৩৭ নিউটন ওজন একেবারে সমানভাবে বন্টিত হচ্ছে।৬৩৭ নিউটন ওজন বা ভার,২মিটার দৈর্ঘ্যের মাটি।তাহলে  এখন প্রতি একক মাটিতে কতটুকু ওজন চালান করা হচ্ছে?

৬৩৭নিউটন ÷ ২মিটার=৩১৮.৫ নিউটন/মিটার।

এই যে ওজন তা ভার থেকে সম্পূর্ণ আলাদা।বিন্দু ভার শুধুমাত্র একটি বিন্দুর উপর প্রযুক্ত হয়,প্রকাশ করা হয় নিউটন এককে।এই নতুন ধাঁচের ওজনটি প্রযুক্ত হচ্ছে একটি নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যের উপর,এক্ষেত্রে তা ২মিটার, প্রকাশ করা হচ্ছে নিউটন/মিটার এককে।কাজেই দুটোকে এক জিনিস মনে করার কোনো কারণ নেই।এই নতুন ধাঁচের ওজনের নাম হচ্ছে,’সমবন্টিত ভার’ বা Uniformly Distributed Load (UDL)।দালানের নানা জায়গাতে এ ধরণের ভার দেখা যেতে পারে।দালানের বিমসমূহ হচ্ছে এর একটি ভালো উদাহরণ।দালাদেন এই বিমসমূহ ঠিক সেভাবেই দালানের বিভিন্ন জায়গাতে শুয়ে আছে যেভাবে উদাহরণের ঐ ব্যক্তি শুয়ে ছিলেন।তাদের যে ওজন টা মাটিতে যাচ্ছে সেটাও আসলে ‘সমবন্টিত ভার’ হিসাবেই সেখানে,অর্থাৎ মাটিতে যাচ্ছে।’বিন্দু ভার’ হিসাবে যাচ্ছে না।

একটি জিনিস বলে রাখা অতি প্রয়োজন,সমবন্টিত ভার বা ওজন এখানে একটি দৈর্ঘ্যের উপর প্রয়োগ করা হয়েছে,যার মান হচ্ছে ২মিটার।সব সময় যে এটি শুধুমাত্র দৈর্ঘ্যের উপরেই প্রয়োগ করা হবে এমন নয় এটি একটি ক্ষেত্রের উপর,এমনকি একটি আয়তনের উপরেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।সহজ করে যদি বলি,যখন বলা হচ্ছে,ঐ ব্যাক্তির মাটির উপর ৩১৮.৫নিউটন/মিটার ওজন প্রয়োগ করছেন,তখন ধরে নেওয়া হচ্ছে যে তিনি মাটির উপর একটি সরলরেখা বরাবর শুয়ে আছেন,কাঁত হননি একটুও।তিনি যদি কাঁত হয়ে মাটির উপর ছড়িয়ে শুয়ে থাকেন তাহলে ওজনটা ৩১৮.৫ নিউটন/মিটার হবে না,একে আবার একটু ভিন্নভাবে আমাদের চিন্তা করতে হবে।ধরে নিলাম,তিনি এখন মাটির উপর একটি আয়তক্ষেত্রে শুয়ে আছেন,দৈর্ঘ্য যার ৩ মিটার এবং প্রস্থ ২ মিটার।

Visit My Site

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button