Toolyard

সংঘর্ষ আর ভরবেগের সিমুলেটর

এই সিমুলেশনের সমীকরণ

m₁ v₁ + m₂ v₂ = m₁ v₁′ + m₂ v₂′
m₁, m₂গাড়িগুলোর ভর
v₁, v₂সংঘর্ষের আগের বেগডান দিকে ধনাত্মক
v₁′, v₂′সংঘর্ষের পরের বেগ
pমোট ভরবেগপ্রতিটি সংঘর্ষে আগে ও পরে একই, কারণ গাড়িগুলোর মধ্যে বল সমান ও বিপরীত

এখনকার মানগুলো দিয়ে:

e = (v₂′ − v₁′) ÷ (v₁ − v₂)
eপ্রত্যবস্থান গুণাঙ্ক e (কতটা লাফায়)1 মানে পূর্ণ স্থিতিস্থাপক (যত দ্রুত মিলেছিল তত দ্রুত আলাদা হয়), 0 মানে পূর্ণ অস্থিতিস্থাপক (জুড়ে যায়); টেনিস বলের মান প্রায় 0.75

এখনকার মানগুলো দিয়ে:

v₁′ = (m₁ v₁ + m₂ v₂ − m₂ e (v₁ − v₂)) ÷ (m₁ + m₂), v₂′ = (m₁ v₁ + m₂ v₂ + m₁ e (v₁ − v₂)) ÷ (m₁ + m₂)
ওপরের দুই শর্ত একসঙ্গে সমাধান করে

এখনকার মানগুলো দিয়ে:

KE = ½ m₁ v₁² + ½ m₂ v₂²
KEমোট গতিশক্তিকেবল e = 1 হলেই অটুট থাকে; বাকিটা তাপ, শব্দ ও দাগে চলে যায়
ΔKEযত গতিশক্তি হারিয়েছে(1 − e²) × ½ µ (v₁ − v₂)², যেখানে µ = m₁m₂ ÷ (m₁ + m₂)

এখনকার মানগুলো দিয়ে:

v_cm = (m₁ v₁ + m₂ v₂) ÷ (m₁ + m₂)
v_cmভরকেন্দ্রের বেগএটি কখনো বদলায় না: সংঘর্ষ জোড়াটিকে সামগ্রিকভাবে দ্রুত বা ধীর করতে পারে না

এখনকার মানগুলো দিয়ে:

সংঘর্ষের সিমুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন

  1. প্রতিটি গাড়ির ভর আর বেগ বসিয়ে দিন; ধনাত্মক বেগ ডানে যায়। গাড়িগুলো ঘর্ষণ ছাড়াই বায়ু-পথে পিছলে চলে, সংঘর্ষ করে আর প্রান্তের ঠেকনো পর্যন্ত গিয়ে পৌঁছায়, তারপর দফাটি আবার শুরু হয়।
  2. প্রত্যাবর্তনের গুণাঙ্ক 1 থেকে বসিয়ে দিন — যেখানে গাড়িগুলো লাফিয়ে আলাদা হয়ে যায়, অর্থাৎ একেবারে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ — 0 পর্যন্ত, যেখানে তারা গায়ে গায়ে লেগে যায়। লেখচিত্রগুলো দেখুন: প্রতিবারই মোট ভরবেগ আগে আর পরে একই থাকে, যদিও গতিশক্তি টেকে কেবল e = 1 হলেই।
  3. দণ্ড-লেখচিত্রটি প্রতিটি গাড়ির আগের ও পরের ভরবেগ ও গতিশক্তি মিলিয়ে দেখায়, আর সমীকরণগুলো আপনার সংখ্যা নিয়ে সংঘর্ষের পরের বেগগুলো কাজ করে দেখায়। হলুদ চিহ্নটি ভরকেন্দ্র, যা সংঘর্ষের ভেতর দিয়েও একই গতিতে চলতে থাকে।

সাধারণ প্রশ্ন

সংঘর্ষে ভরবেগ কি সবসময়ই সংরক্ষিত হয়?

হ্যাঁ, যতক্ষণ তার সময়ে বাইরের কোনো বল কাজ না করে। গাড়িগুলো একই সময় ধরে একে অন্যের ওপরে সমান আর বিপরীত বল দেয়, তাই একজন যত ভরবেগ পায় অন্যজন তত হারায়: m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′। ঘর্ষণ বা একটি দেয়াল বাইরের বল জুড়ে দিত, আর সেই কারণেই পরীক্ষাটিতে একটি বায়ু-পথ ব্যবহার হয়।

স্থিতিস্থাপক আর অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের মধ্যে তফাত কী?

স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে গতিশক্তিও সংরক্ষিত হয়, তাই গাড়িগুলো যত দ্রুত কাছে এসেছিল তত দ্রুতই আলাদা হয়ে যায়; বিলিয়ার্ডের বল এর কাছাকাছি। অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে কিছু গতিশক্তি তাপ, শব্দ আর বিকৃতিতে বদলে যায়। একেবারে অস্থিতিস্থাপক সংঘর্ষে বস্তুগুলো গায়ে গায়ে লেগে ভরকেন্দ্রের বেগে চলে যায়, আর ভরবেগ সংরক্ষণ যতটা হারাতে দেয় তার সবটাই গতিশক্তি হারায়।

সমান দুটি ভর স্থিতিস্থাপকভাবে ঠুকে গেলে কী হয়?

তারা বেগ বদল করে নেয়। একটি চলমান গাড়ি হুবহু একই রকম একটি স্থির গাড়িতে লাগলে সে একেবারে থেমে যায় আর অন্যটি তার গতিতে চলে যায়, আর নিউটনের দোলনা ঠিক তাই দেখায়। একটি হালকা গাড়ি একটি ভারীটিতে লেগে ফিরে এলে প্রায় একই গতিতেই ফেরে, আর ভারীটি প্রায় নড়েই না।

প্রত্যাবর্তনের গুণাঙ্ক কী?

আলাদা হওয়ার গতি আর কাছে আসার গতির অনুপাত, e = (v₂′ − v₁′) ÷ (v₁ − v₂)। তা চলে 0 (গায়ে গায়ে লেগে যাওয়া) থেকে 1 (একেবারে স্থিতিস্থাপক) পর্যন্ত। কোর্টে একটি বাস্কেটবলে তা প্রায় 0.8, একটি টেনিস বলে প্রায় 0.75, আর এক তাল কাদায় প্রায় 0। ভরকেন্দ্রের দৃষ্টিকোণে যত অংশ গতিশক্তি থেকে যায় তা e²।

বলছে WebGL বন্ধ আছে।

3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।

কিছু কি আপলোড হয়?

না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।

আরও পদার্থবিজ্ঞানের সিমুলেশন

আরও বিজ্ঞানের সিমুলেশন

কক্ষপথের সিমুলেটররাদারফোর্ড বিক্ষেপণের সিমুলেটরকণা-সংঘর্ষকের ঘটনা-দর্শকতেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সিমুলেটরবোর পরমাণুর সিমুলেটর3D অণু দর্শকআদর্শ গ্যাসের সিমুলেটরব্যাপন আর অভিস্রবণের সিমুলেটরDNA আর RNA ভাঁজ দর্শকব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধির সিমুলেটরসেন্ট্রিফিউজ সিমুলেটরঅনুমাপনের বাঁকের সিমুলেটরবিক্রিয়ার হার আর সংঘর্ষ তত্ত্বের সিমুলেটররাসায়নিক সাম্যাবস্থার সিমুলেটর (লা শাতেলিয়ে)গ্যালভানিক কোষ আর তড়িৎবিশ্লেষণের সিমুলেটরতাপন বাঁক আর দশা বদলের সিমুলেটরপারমাণবিক অরবিটালের 3D দর্শকবাফারের সিমুলেটরক্রোমাটোগ্রাফির সিমুলেটরস্পেকট্রোফোটোমিটার আর বিয়ার-লামবার্ট সূত্রের সিমুলেটরকণিক ল্যাটিসের 3D দর্শকএনজাইম গতিবিদ্যার সিমুলেটরক্রিয়া-বিভবের সিমুলেটরPCR সিমুলেটরপ্রাকৃতিক নির্বাচন আর দলীয় জিনতত্ত্বের সিমুলেটরহৃৎপিণ্ড আর হৃদচক্রের সিমুলেটরজেল তড়িৎচলনের সিমুলেটরমাইটোসিস আর মায়োসিসের সিমুলেটরপ্রোটিন সংশ্লেষণের সিমুলেটর: অনুলিপি আর অনুবাদসালোকসংশ্লেষণ আর সীমিতকারী উপাদানের সিমুলেটরশিকারি আর শিকারের দলের সিমুলেটরমহামারি ছড়ানোর সিমুলেটর: SIR আর SEIRঋতু আর দিনের দৈর্ঘ্যের সিমুলেটরপাত সঞ্চালন আর ভূমিকম্পের সিমুলেটরচাঁদের দশা, জোয়ার আর গ্রহণের সিমুলেটরগ্রিনহাউস ক্রিয়ার সিমুলেটরতারার বিবর্তন আর হার্টজস্প্রুং–রাসেল চিত্রের সিমুলেটরগলটন বোর্ডের সিমুলেটরফুরিয়ে ধারার সিমুলেটর

সম্পর্কিত ক্যালকুলেটর ও টুল