শক্তি ও ভরের সংরক্ষণ

ভর ও শক্তির সাম্যের সূত্রকে বুঝতে গেলে আমাদের দু’টি সংরক্ষণ বা ভারসাম্যের নীতির কাছে পিছিয়ে যেতে হবে, আপেক্ষিকতাব - পূর্ববর্তী পদার্থবিদ্যায় যে দু’টি নীতি পরস্পর নিরপেক্ষ ভাবেই গুরুত্বপূর্ণ স্থান দখল করেছিল। এগুলি হল শক্তির সংরক্ষণের নীতি ও ভরের সংরক্ষণের নীতি। এর প্রথমটির কথা প্রথম বলেছিলেন লাইবনিৎজ, সেই সপ্তদশ শতকে। এটি উনবিংশ শতকে গতি বিদ্যা তত্ত্বের অনুসন্ধান হিসেবে বিকশিত হয়।

ধরো, একটি পেন্ডুলাম " ক " থেকে " খ " -এর মধ্যে দুলছে। এই দু’টি বিন্দুর কাছে পেন্ডুলামটির ওজন " গ " বিন্দুর তুলনায় ( পথের সবচেয়ে নিচু অঞ্চল ) " h " পরিমাণ বেশি। অন্য দিকে " গ " বিন্দুতে ওঠার উচ্চতা থাকে না এবং পেন্ডুলামটির মধ্যে " v " গতিবেগ সৃষ্টি হয়। ব্যাপারটা এমন যেন ওঠার উচ্চতার পুরোটাই গতিবেগে রূপান্তরিত হতে পারে এবং বিপরীতটাও।

যথাযথ সমীকরণটা হবে এরকম " mgh=1/2 mv2 " যে " g " অভিকর্ষজ ত্বরণ বোঝায়। যেটা মনে রাখার তা হল, এই সমীকরণটি পেন্ডুলামের দৈর্ঘ্য এবং কোন ধরনের পথে সেটি দুলছে, তার উপর নির্ভর করে না। তাৎপর্য হল, গোটা প্রক্রিয়াটায় কোনও একটা বিষয় ধ্রুবক থাকে, সেটা হল শক্তি। " ক " এবং " খ " বিন্দুতে এটা স্থিতিশক্তি আর গ বিন্দুতে এটা গতিশক্তি। এই ধারণা ঠিক হলে পেন্ডুলামের যে কোনও অবস্থানে " mgh+mv2 " -এর মান সমান হবে, যখন " h " বোঝাচ্ছে, " c " -এর ওপরের অংশের উচ্চতা এবং " v " পেন্ডুলামের পথের সেই অংশের গতিবেগ। আর এ ভাবেই আসল বিষয়টা বোঝা যায়। এই নীতির সাধারণীকরণ করলে আমরা যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণের সূত্র পাই। কিন্তু যখন ঘর্ষণের ফলে পেন্ডুলাম থেমে যায়, তখন কী হয়? তাপবিদ্যার চর্চায় এর ব্যাখ্যা পাওয়া যায়।

উৎস : পোর্টাল কন্টেন্ট দল