পানির মধ্যে লোহার ব্লক 🌊 ও অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের 🧱 ওজনের তুলনা

সমান ভরের ⚖️ একটি লোহার ব্লক (ঘনত্ব 8 gm/cm³) এবং একটি অ্যালুমিনিয়ামের ব্লক (ঘনত্ব 2.7 gm/cm³) সম্পূর্ণরূপে পানিতে 💧 নিমজ্জিত করলে তাদের আপাত ওজনের পার্থক্য হবে। নিচে এর একটি একাডেমিক ব্যাখ্যা দেওয়া হল:

মূল ধারণা 🤔: প্লবতা (Buoyancy)

প্লবতা হল তরল বা গ্যাসীয় পদার্থের মধ্যে কোনো বস্তু নিমজ্জিত থাকলে সেই বস্তুের উপর প্রযুক্ত ঊর্ধ্বমুখী বল। আর্কিমিডিসের নীতি অনুসারে, প্লবতা হল বস্তু দ্বারা অপসারিত তরলের ওজনের সমান।

ব্যাখ্যার ধাপ 🪜:

1. বস্তুদ্বয়ের ভর সমান: ধরি, লোহার ব্লক 🔩 ও অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের 🧱 প্রত্যেকের ভর 'm'।
2. আয়তন নির্ণয়:
   • লোহার ব্লকের আয়তন (V_Fe) = m / 8 cm³
   • অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের আয়তন (V_Al) = m / 2.7 cm³
   সুতরাং, অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের আয়তন লোহার ব্লকের চেয়ে বেশি। 📈
3. প্লবতা বল (Buoyant Force):
   • লোহার ব্লকের উপর প্লবতা (B_Fe) = V_Fe x পানির ঘনত্ব x g = (m/8) x 1 x g [যেখানে g = অভিকর্ষজ ত্বরণ]
   • অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের উপর প্লবতা (B_Al) = V_Al x পানির ঘনত্ব x g = (m/2.7) x 1 x g
   যেহেতু অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের আয়তন বেশি, তাই এর উপর প্লবতাও বেশি। ⬆️
4. আপাত ওজন (Apparent Weight):
   • লোহার ব্লকের আপাত ওজন (W'_Fe) = mg - B_Fe = mg - (m/8)g = mg(1 - 1/8) = (7/8)mg
   • অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের আপাত ওজন (W'_Al) = mg - B_Al = mg - (m/2.7)g = mg(1 - 1/2.7) = mg(1 - 10/27) = (17/27)mg
5. তুলনা: W'_Fe = (7/8)mg = 0.875mg W'_Al = (17/27)mg ≈ 0.63mg সুতরাং, W'_Fe > W'_Al

ফলাফল 🏆:

পানির মধ্যে লোহার ব্লকের আপাত ওজন অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের আপাত ওজনের চেয়ে বেশি হবে। ✅

সারণী আকারে উপস্থাপন 📊:

গুরুত্বপূর্ণ বিষয় 🔑:

• প্লবতা বস্তুর আয়তনের উপর নির্ভরশীল।
• যেহেতু অ্যালুমিনিয়ামের ঘনত্ব কম, তাই সমান ভরের অ্যালুমিনিয়ামের ব্লকের আয়তন বেশি হবে।
• আয়তন বেশি হওয়ার কারণে অ্যালুমিনিয়ামের উপর প্লবতা বেশি কাজ করবে।
• প্লবতা বেশি হওয়ার কারণে অ্যালুমিনিয়ামের আপাত ওজন কম হবে।

আশা করি, এই ব্যাখ্যাটি বোধগম্য হয়েছে। 👍