কোনো বস্তুকে সমবৃত্তীয় গতিতে ঘোরাতে হলে অভিকেন্দ্র বলের প্রয়োজন হয় কেন?

অভিকেন্দ্র ত্বরণ:বৃত্ত পথে সুষম গতির ক্ষেত্রে কোন কণার উপর কেন্দ্রের দিকে ব্যাসার্ধ বরাবর যে ত্বরণ ক্রিয়াশীল হয়, তাকে অভিকেন্দ্র ত্বরণের বলে।আমরা প্রমান করতে পারি যে, ar = v²/r = ω²r.

অভিকেন্দ্র বল:নিউটনের দ্বিতীয় গতিসুত্র অনুযায়ী, বৃত্ত পথে গতিশীল কণার উপর কেন্দ্রবিমুখী এবং ব্যাসার্ধ বরাবর ক্রিয়াশীল ত্বরণ হেতু যে বল ক্রিয়া করে, তাকে অভিকেন্দ্র বল বলে।এটি একটি বাস্তব বল।আমরা জানি, F = mar = mv²/r = mω²r.এই বলটিকে কর্যহীন বল ও বলে।

অপকেন্দ্র প্রতিক্রিয়া:এটি হলো অভিকেন্দ্র বল এর প্রতিক্রিয়া যা বৃত্ত পথের বাইরের দিকে বাহিক সংস্থার উপর ক্রিয়া করে, যে সংস্থা ঘূর্ণয়মান বস্তুর উপর অভিকেন্দ্র বল এর যোগান দেয়। এরা পরস্পর পরস্পরকে নাকচ করে দেয় না কারণ, এরা ভিন্ন বস্তুতে প্রযুক্ত হয়।

অপকেন্দ্র বল:কোন বস্তু যখন বৃত্ত পথে পরিভ্রমণ করে, তখন আপাতভাবে এই বস্তুর উপর কেন্দ্রাবহিরমুখী একটি বল ক্রিয়াশীল হয়, যা অভিকেন্দ্র বলের সমান কিন্তু বিপরীতমুখী এবং যা অভিকেন্দ্র বলের প্রভাবে বস্তুটির কেন্দ্রের দিকে সরনকে প্রতিমিত করে, তাকেই অপকেন্দ্র বল বলে।

এখন, m ভরের কোনো বস্তুকে কোনো দড়ির সঙ্গে বেঁধে অনুভূমিক বৃত্তাকার পথে ঘোরানো হলে:

এখানে, টান T = অপকেন্দ্র বল

অতএব, T = mv²/r = mω²r.

অর্থাৎ, কোন বস্তু সমবৃত্ত গতিতে ঘুরবে যখন বস্তুতে ক্রিয়াশীল অভিকেন্দ্র বল এবং অপকেন্দ্র বল পরস্পর সমান ও বিপরীতমুখী হবে।

আমরা কোন কিছুর প্রয়োজন তখন বুঝতে পারি যখন সেই জিনিসটা না থাকে বা তা অল্প পরিমাণে থাকলে।অনুরূপ, অভিকেন্দ্র বল এর প্রয়োজন তখনই বুঝতে পারব যখন এই বল না থাকবে বা খুব কম পরিমাণে থাকবে।অর্থাৎ এই বল না থাকলে বা ক্ষণিক পরিমাণ থাকলে কি হতো তা আমাদের জানতে হবে।

অভিকেন্দ্র বল না থাকলে বৃত্তের ব্যাসার্ধ বরাবর কেন্দ্রাভিমুখী ত্বরণও শূন্য হবে। অর্থাৎ অভিকেন্দ্র ত্বরণ 0। বৃত্ত পথে ঘূর্ণায়মান বস্তুটির বেগ সুষম হবে না। উপরন্তু বস্তুটিকে আমরা নিজের আয়ত্তে ঘোরাতে পারবো না।

আবার, অভিকেন্দ্র বল < অপকেন্দ্র বল হলে দড়িটি ছিড়ে ঘূর্ণায়মান বস্তুটি অভিকেন্দ্র বল এর সমকোণ বরাবর ছিটকে যেত।

আবার, অভিকেন্দ্র বল > অপকেন্দ্র বল হলে বস্তুটি ঘূর্ণন অক্ষতে গিয়ে পড়তো।

অর্থাৎ আমরা দেখলাম অভিকেন্দ্র বল ও অপকেন্দ্র বলের কোন একটি বেশি বা কম হলে ঘূর্ণমান বস্তুটি ঘূর্ণমান অক্ষএ গিয়ে পড়তো অথবা দড়িটা ছিঁড়ে বাইরের দিকে ছিটকে যেত।তাই কোন বস্তুকে সমবৃত্তীয় গতিতে ঘোরাতে হলে অভিকেন্দ্র বল (Centripetal Acceleration) এর প্রয়োজন হয়।