মহাকর্ষ
সমীকরণ
প্রতীক পরিচিতি ও একক
1.
2.g = GM /r2
3.
4.
5.
6.
7.E = GM /r2
8.v = -GM /r
9.
10.
11.F = GMm /d2
12.
13.g (-h)= g (1- h/R)
14.g (λ)= g –Rω2cos2λ
15. W = mg
16. M = gR2/ G
17. ρ = 3g / 4πGR
F = বল (N)
m1= প্রথম বস্তুর ভর (kg)
m2= দ্বিকীয় বস্তুর ভর (kg)
G = মহাকর্ষীয় ধ্রুবক (Nm2kg-1)
g = অভিকর্ষজ ত্বরণ (ms-2)
V = মহাকর্ষীয় বিভব (Jkg-1)
E = প্রাবল্য (Nkg-1)
h = উচ্চতা (m)
ve= মুক্তি বেগ (ms-1)
R = পৃথিবীর ব্যাসার্ধ (m)
v = রৈখিত বেগ (ms-1)
π = ধ্রুবক
T = আবর্তন বেগ (s)
d = মধ্যবর্তী দূরত্ব (m)
ρ = ঘনত্ব (kgm-3)
λ = অক্ষাংশ (°)
ω = পৃথিবীর কৌণিক বেগ (rads-1)
গাণিতিক সমস্যা ও সমাধানঃ
১. 10kg এবং 15kg ভরের দুটি গোলকের কেন্দ্রের দূরত্ব যখন 50cm তখন এগুলো পরস্পরকে 40.02×10-9N বলে আকর্ষণ করে । মহাকর্ষীয় ধ্রুবকের মান বের কর ।
সমাধান :
F = G.(m1m2/d2) m1=10 kg
⇒ G = Fd2/m1m2m2=15kg
= (40.02×10 -9×.52)/(10×15) F=40.02×10-9 N
∴ G = 6.67×10-11Nm2kg-2[ans.] d=50cm=.05 m
২. পৃথিবী পৃষ্ঠ হতে কত উচ্চতায় অভিকর্ষীয় ত্বরণের মান পৃথিবী পৃষ্ঠের ত্বরণের মানের এক শতাংশ হবে? [R = 6.38×106m]
সমাধান :
g2/g1= {R/(R+h)}2g1= g
⇒ (g/100)/g = {(6.38×106)/(6.38×106+h)}2g2= g/100
⇒ 1/100 = {(6.38×106)/(6.38×106+h)}2R = 6.36×106
⇒ 1/10 = (6.38×106)/(6.38×106+h) h = ?
⇒ 6.38×106+h = 6.38×106×10
∴ h = 5.74×107m [ans.]
৩. ভূ-কেন্দ্র থেকে 8000km দূরে অবস্থান করে এরূপ একটি কৃত্তিম উপগ্রহ পৃথিবীর চারিদিকে কত বেগে ঘুরবে? [পৃথিবীর ভর = 6×1024kg, G = 6.67×10-11Nm2kg-2]
সমাধান :
v =
=
∴ v = 7072.9ms -1[ans.]
৪. পৃথিবীর অভিকর্ষীয় ত্বরণ 9.8ms-2এবং ব্যাসার্ধ 6.4×106m । বাতাসের বাধা উপেক্ষা করে মুক্তি বেগ বের কর ।
সমাধান :
v = √(2gr) R = 6.4×106m
= √(2×9.8×6.4×10 6)
= 11200ms -1
∴ v = 11.2 kms-1[ans.]
৫. পৃথিবী পৃষ্ঠ হতে কত উচ্চতায় অভিকর্ষজ ত্বরণের মান 4.9ms-2হবে? [R = 6.4×106m]
সমাধান :
g2/g1= {r/(R+h)}2g2= 4.9
⇒ r/(R+h) = √(g2/g1) = √(4.9/9.8) g1= 9.8
⇒ (6.4×106)/(6.4×106+h) = 1/√2
⇒ 6.4×106+h = 6.4×106×√2
∴ h = 2.65×106m [ans.]