গতিশক্তি

গতিশক্তি
কোনও রোলার কোস্টারের গাড়িগুলি যখন পথের সবচেয়ে নীচে থাকে তখন তাদের গতিশক্তি সর্বাধিক হয়। এটি যখন উপরে উঠতে থাকে তখন গতিশক্তি বিভব শক্তিতে রূপান্তরিত হতে শুরু করে। ঘর্ষণ এর ফলে শক্তির ব্যয় বিবেচনা না করলে, কোনো সিস্টেমের মোট গতিশক্তি এবং বিভবশক্তির যোগফল ধ্রুব থাকে।
সাধারণ প্রতীক	KE, Ek, বা T
এসআই একক	জুল (J)
অন্যান্য রাশি হতে উৎপত্তি	Ek = ½mv2 Ek = Et + Er

পদার্থবিজ্ঞানে গতিশক্তি বলতে কোন বস্তু এর গতির কারণে কাজ করার যে সামর্থ্য লাভ করে তা বোঝানো হয়। কোন বস্তকে স্থির অবস্থা থেকে কোন নির্দিষ্ট বেগে ত্বরিত করতে যে পরিমাণ কাজ করা হয় তা দিয়ে এর গতিশক্তির পরিমাপ করা হয়। বস্তুটি যদি বেগ পরিবর্তন না করে তাহলে ত্বরণের সময় অর্জিত এই গতিশক্তি অব্যাহত থাকে। বস্তুটিকে এর বর্তমান বেগ থেকে পুনরায় স্থির অবস্থায় নেওয়ার জন্য মন্দনের ফলে একই পরিমাণ কাজ সম্পন্ন করতে হয়। চিরায়ত বলবিদ্যা অনুসারে m ভরের কোন বস্তুর সরল পথে v বেগে চলমান হলে এর গতিশক্তি হবে ${\begin{smallmatrix}{\frac {1}{2}}mv^{2}\end{smallmatrix}}$। আপেক্ষিক বলবিদ্যায় বস্তুর ভর m যেহেতু ধ্রুবক নয় বরং তা এর বেগের পরিবর্তনের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয় তাই এর গতিশক্তিও পরিবর্তিত হয়। ½ mv² সূত্রটি তখনই খাটে যখন v এর মান আলোর বেগ c এর চেয়ে অনেক কম হয়।

গতিশক্তির আন্তর্জাতিক একক হল জুল। কোন বস্তুর গতিশক্তিকে অন্য শক্তিতে রূপান্তর করা সম্ভব, যেমন তড়িৎ, আলো, শব্দ, তাপ ইত্যাদি।

ইতিহাস ও ব্যুৎপত্তি

ইংরেজি বিশেষণ kinetic শব্দটির উৎপত্তি গ্রিক শব্দ κίνησις kinesis থেকে, যার অর্থ "motion" বা গতি। গতিশক্তি এবং বিভবশক্তির পার্থক্যের ধারণা এরিস্টটল এর সম্ভাবনা এবং বাস্তবতা থেকে পাওয়া যায়।

চিরায়ত বলবিদ্যার নীতি E ∝ mv² সর্বপ্রথম গট‌ফ্রিড লাইব‌নিৎস এবং ইয়োহান বার্নুয়ি প্রতিষ্ঠা করেছিলেন, যারা গতিশক্তিকে জীবন্ত শক্তি হিসেবে ব্যাখ্যা করেছিলেন। নেদারল্যান্ডের উইলেম জ্যাকব গ্রাভেন্ডে এই সম্পর্কের পরীক্ষামূলক প্রমাণ দিয়েছিলেন। বিভিন্ন উচ্চতা থেকে ওজনকে কাদামাটির ব্লকের মধ্যে ফেলে দিয়ে উইলেম গ্রাভেন্ডে স্থির করেছিলেন যে তাদের অনুপ্রবেশ গভীরতা তাদের আঘাতের গতির বর্গের সমানুপাতিক। এমিলি ডু চ্লেলেট পরীক্ষার নিদর্শনগুলি স্বীকৃতি দিয়ে একটি ব্যাখ্যা প্রকাশ করেছিলেন। গতিশক্তি এবং কাজ শব্দের বর্তমান বৈজ্ঞানিক অর্থগুলি ১৯শ শতাব্দীর মাঝামাঝি সময়কালের। এই ধারণাগুলির প্রাথমিক বোধগম্যতা গ্যাসপার্ড-গুস্তাভে কোরিওলিসকে দেওয়া যেতে পারে, যিনি ১৮২৯ সালে ডাই ক্যালকুল ডি এল এফেট ডেস মেশিনস নামে গতিশক্তির গণিতের রূপরেখা প্রকাশ করেছিলেন। উইলিয়াম থমসন, পরবর্তীকালে লর্ড কেলভিনকে "গতিশক্তি" শব্দটি তৈরির জন্য কৃতিত্ব দেওয়া হয়েছিল আনু. ১৮৪৯–৫১।

নিউটনীয় গতিশক্তি

দৃঢ় বস্তুর গতিশক্তি

কোন বস্তুকে একটি নির্দিষ্ট বেগে আনতে এতে যা পরিমাণ বল প্রয়োগ করা হয় এবং এসময় বস্তুটি যে দুরত্ব অতিক্রম করে তার গুণফল দ্বারাও গতিশক্তির পরিমাপ করা যায়। m ভরের কোন বস্তুকে F বল প্রয়োগের ফলে এটি v বেগ প্রাপ্ত হলে এবং এসময় বস্তটি s দূরত্ব অতিক্রম করলে গতিশক্তি,

$E_{k}=Fs={\tfrac {1}{2}}mv^{2}$

এছাড়া কোন বস্তুর ভরবেগ p হলে এবং ভর m হলে এর গতিশক্তি,

$E_{k}={\tfrac {p^{2}}{2m}}$