নিউটনের গতির নিয়ম, একটি দেহে কাজ করে এমন শক্তির এবং দেহের গতির মধ্যে সম্পর্ক বর্ণনা করে তিনটি বিবৃতি, প্রথমে ইংরেজ পদার্থবিজ্ঞানী এবং গণিতবিদ আইজ্যাক নিউটন প্রণয়ন করেছিলেন, যা শাস্ত্রীয় যান্ত্রিকতার ভিত্তি।
নিউটনের প্রথম আইন: জড়তার নিয়ম
নিউটনের প্রথম আইন বলে যে যদি কোন শরীর বিশ্রামে থাকে অথবা একটি সরলরেখায় স্থির গতিতে চলতে থাকে, তবে এটি একটি শক্তি দ্বারা কাজ না করা পর্যন্ত বিশ্রামে থাকবে অথবা ধ্রুব গতিতে একটি সরলরেখায় চলতে থাকবে। প্রকৃতপক্ষে, ধ্রুপদী নিউটনিয়ান মেকানিক্সে, একটি সরলরেখায় বিশ্রাম এবং অভিন্ন গতির মধ্যে কোন গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য নেই; তারা বিভিন্ন পর্যবেক্ষক দ্বারা দেখা একই গতির অবস্থা হিসাবে বিবেচিত হতে পারে, একটি কণার সমান বেগের সাথে এবং অন্যটি কণার সাপেক্ষে ধ্রুব গতিতে চলমান। এই পদটি জড়তার নিয়ম হিসাবে পরিচিত।
জড়তার আইনটি প্রথমে গ্যালিলিও গ্যালিলি পৃথিবীতে অনুভূমিক গতির জন্য প্রণয়ন করেছিলেন এবং পরে রেনে ডেসকার্টেস দ্বারা সাধারণীকরণ করা হয়েছিল। যদিও জড়তার নীতি হল প্রারম্ভিক বিন্দু এবং ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের মৌলিক অনুমান, এটি স্বতফূর্তভাবে অপ্রশিক্ষিত চোখের চেয়ে কম। এরিস্টটেলিয়ান মেকানিক্স এবং সাধারণ অভিজ্ঞতায়, যে বস্তুগুলি ধাক্কা দেওয়া হচ্ছে না সেগুলি বিশ্রামে আসে। নিষ্ক্রিয় বিমানে গড়িয়ে যাওয়া বল নিয়ে গ্যালিলিও তার পরীক্ষা -নিরীক্ষা থেকে জড়তার সূত্রটি বের করেছিলেন।
গ্যালিলিওর জন্য, জড়তার নীতিটি ছিল তার কেন্দ্রীয় বৈজ্ঞানিক কাজের জন্য মৌলিক: তাকে ব্যাখ্যা করতে হয়েছিল কিভাবে এটা সম্ভব যে পৃথিবী যদি সত্যিই তার অক্ষের উপর ঘুরছে এবং সূর্যকে প্রদক্ষিণ করছে, আমরা সেই গতি অনুভব করি না। জড়তার নীতিটি উত্তর দিতে সাহায্য করে: যেহেতু আমরা পৃথিবীর সাথে একত্রে গতিশীল এবং আমাদের স্বাভাবিক প্রবণতা সেই গতি ধরে রাখার জন্য, পৃথিবী আমাদের কাছে বিশ্রামে আছে বলে মনে হয়। সুতরাং, জড়তার নীতি, সুস্পষ্ট বিবৃতি হওয়া থেকে দূরে, একসময় বৈজ্ঞানিক বিতর্কের একটি কেন্দ্রীয় সমস্যা ছিল। নিউটন যখন সমস্ত বিবরণ বাছাই করেছিলেন, তখন এই ছবি থেকে ছোট বিচ্যুতিগুলির সঠিকভাবে হিসাব করা সম্ভব হয়েছিল কারণ পৃথিবীর পৃষ্ঠের গতি একটি সরলরেখায় অভিন্ন গতি নয় (ঘূর্ণন গতির প্রভাবগুলি আলোচনা করা হয়েছে) নিচে). নিউটনিয়ান প্রণয়নে, সাধারণ পর্যবেক্ষণ যা ধাক্কা দেওয়া হয় না সেগুলি বিশ্রামে আসে, কারণ তাদের উপর ভারসাম্যহীন শক্তি কাজ করে, যেমন ঘর্ষণ এবং বায়ু প্রতিরোধ।
নিউটনের দ্বিতীয় আইন
F = maNewton- এর দ্বিতীয় আইন হল একটি পরিবর্তনের একটি পরিমাণগত বর্ণনা যা একটি শক্তি একটি শরীরের গতিতে উৎপাদন করতে পারে। এটি বলে যে শরীরের গতিবেগ পরিবর্তনের সময় হার তার উপর চাপানো বলের মাত্রা এবং দিক উভয় ক্ষেত্রেই সমান। একটি দেহের ভরবেগ তার ভরের উৎপাদন এবং তার বেগের সমান। গতিবেগ, বেগের মতো, একটি ভেক্টর পরিমাণ, যার উভয় মাত্রা এবং দিক রয়েছে। শরীরে প্রয়োগ করা একটি শক্তি গতিবেগ বা তার দিক বা উভয় দিকের মাত্রা পরিবর্তন করতে পারে। নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র সকল পদার্থবিজ্ঞানের মধ্যে অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ। একটি শরীরের জন্য যার ভর m ধ্রুবক, এটি F = ma আকারে লেখা যেতে পারে, যেখানে F (বল) এবং a (ত্বরণ) উভয়ই ভেক্টর পরিমাণ। যদি একটি দেহের উপর একটি নিট বল কাজ করে, তবে এটি সমীকরণ অনুসারে ত্বরান্বিত হয়। বিপরীতভাবে, যদি একটি শরীর ত্বরান্বিত না হয়, সেখানে কোন নেট বল কাজ করে না।
নিউটনের তৃতীয় আইন: ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়ার আইন
নিউটনের তৃতীয় আইন বলে যে, যখন দুটি শরীর মিথস্ক্রিয়া করে, তখন তারা একে অপরের উপর বল প্রয়োগ করে যা সমান এবং বিপরীত দিকের। তৃতীয় আইনটি ক্রিয়া ও প্রতিক্রিয়ার আইন নামেও পরিচিত। এই আইনটি স্থিতিশীল ভারসাম্যের সমস্যা বিশ্লেষণে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে সমস্ত শক্তি ভারসাম্যপূর্ণ, কিন্তু এটি অভিন্ন বা ত্বরিত গতিতে থাকা সংস্থাগুলির ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। এটি যে বাহিনীগুলি বর্ণনা করে সেগুলি আসল, কেবল বইয়ের যন্ত্র নয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি টেবিলে বিশ্রাম নেওয়া একটি বই টেবিলে তার ওজনের সমান একটি নিম্নমুখী বল প্রয়োগ করে। তৃতীয় আইন অনুসারে, ছক বইটির সমান এবং বিপরীত বল প্রয়োগ করে। এই বলটি ঘটে কারণ বইয়ের ওজন টেবিলটিকে সামান্য বিকৃত করে দেয় যাতে এটি একটি কুণ্ডলী বসন্তের মতো বইয়ের দিকে ফিরে যায়।
যদি একটি শরীরের উপর একটি নিট বল কাজ করে, এটি দ্বিতীয় আইন অনুসারে ত্বরিত গতি পায়। যদি শরীরে কোন নিট বল কাজ না করে, হয়ত কোন শক্তি নেই বা সব শক্তি বিপরীত শক্তির দ্বারা সঠিকভাবে ভারসাম্যপূর্ণ হয়, তাহলে শরীর ত্বরান্বিত হয় না এবং বলা যেতে পারে ভারসাম্যপূর্ণ। বিপরীতভাবে, একটি শরীর যা ত্বরান্বিত করা হয় না তা নির্ণয় করা যেতে পারে যে তার উপর কোন নেট শক্তি কাজ করে না।
নিউটনের আইনের প্রভাব
নিউটনের আইন প্রথমে তার মাস্টারপিস, ফিলোসোফিয়া ন্যাচারালিস প্রিন্সিপিয়া ম্যাথমেটিকা (1687), যা সাধারণত প্রিন্সিপিয়া নামে পরিচিত। 1543 সালে নিকোলাস কোপার্নিকাস প্রস্তাব করেছিলেন যে পৃথিবীর পরিবর্তে সূর্য মহাবিশ্বের কেন্দ্রে থাকতে পারে। মধ্যবর্তী বছরগুলিতে গ্যালিলিও, জোহানেস কেপলার এবং ডেসকার্টেস একটি নতুন বিজ্ঞানের ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন যা উভয়ই এরিস্টটেলিয়াকে প্রতিস্থাপন করবেn বিশ্বদর্শন, প্রাচীন গ্রিকদের কাছ থেকে উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত, এবং একটি সূর্যকেন্দ্রিক মহাবিশ্বের কাজ ব্যাখ্যা। প্রিন্সিপিয়াতে নিউটন সেই নতুন বিজ্ঞান তৈরি করেছিলেন। গ্রহগুলির কক্ষপথ বৃত্তের পরিবর্তে উপবৃত্তাকার কেন তা ব্যাখ্যা করার জন্য তিনি তার তিনটি আইন তৈরি করেছিলেন, যেখানে তিনি সফল হয়েছিলেন, কিন্তু দেখা গেল যে তিনি আরও অনেক কিছু ব্যাখ্যা করেছেন। কোপার্নিকাস থেকে নিউটন পর্যন্ত ঘটনার ধারাবাহিকতা যৌথভাবে বৈজ্ঞানিক বিপ্লব নামে পরিচিত।
বিংশ শতাব্দীতে নিউটনের আইনগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং আপেক্ষিকতা দ্বারা পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে মৌলিক আইন হিসাবে প্রতিস্থাপিত হয়েছিল। তা সত্ত্বেও, নিউটনের আইন প্রকৃতির সঠিক হিসাব দিতে থাকে, ইলেকট্রন বা আলোর গতির কাছাকাছি চলাচলকারী দেহগুলি বাদ দিয়ে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং আপেক্ষিকতা নিউটনের নিয়মে বৃহত্তর সংস্থাগুলির জন্য বা দেহগুলি ধীরে ধীরে চলার জন্য হ্রাস পায়।
