আর্কিমিডিসের নীতি ব্যবহার করে পানিতে অদ্রবণীয় কঠিন বস্তুর ঘনত্ব নির্ণয়⁠​​​‌​​‌‌‌‌​​‌‌​​‌‌​​​‌​‌​‌​‌‌‌​​‌‌​‌​​‌‌⁠

পরীক্ষণের নাম

আর্কিমিডিসের নীতি ব্যবহার করে পানিতে অদ্রবণীয় কঠিন বস্তুর ঘনত্ব নির্ণয়

তত্ত্ব ও সূত্র

আর্কিমিডিসের নীতি অনুযায়ী কোনো বস্তুকে তরলে সম্পূর্ণ ডোবালে তার ওজন হ্রাস পায়, যা বস্তুর দ্বারা অপসারিত তরলের ওজনের সমান। পানির ঘনত্ব 1 g/cm³ হওয়ায় ভরের হিসাবে ওজন হ্রাস (গ্রামে) = বস্তুর আয়তন (cm³)। ঘনত্ব = ভর / আয়তন।

বস্তুর আয়তন V = (W₁ − W₂) / ρ_পানি

ঘনত্ব ρ = W₁ / (W₁ − W₂) × ρ_পানি (W₁ = বাতাসে ভর, W₂ = পানিতে ভর)

যন্ত্রপাতি

সাধারণ তুলা যন্ত্র (নিক্তি) ও বাটখারা; কঠিন বস্তু (যেমন ধাতুর টুকরা); বিকার ভর্তি পানি; সরু সুতা; পুল/ব্রিজ (বিকার রাখার কাঠের পাটাতন)।

কার্যপদ্ধতি

1. তুলা যন্ত্রের শূন্য ত্রুটি দেখে নাও।
2. বস্তুটিকে সুতা দিয়ে তুলা যন্ত্রের বাম পাল্লার হুকে ঝুলিয়ে বাতাসে ভর W₁ নির্ণয় করো।
3. পাল্লার ওপরে পাটাতন রেখে তার ওপর পানিভর্তি বিকার বসাও, যেন বস্তু পুরোপুরি পানিতে ডোবে কিন্তু বিকারের তলা বা গা ছোঁয় না।
4. এবার পানিতে ডোবানো অবস্থায় ভর W₂ নির্ণয় করো। বস্তুর গায়ে বাতাসের বুদবুদ থাকলে সরিয়ে নাও।
5. ওজন হ্রাস (W₁ − W₂) থেকে আয়তন এবং পরে ঘনত্ব বের করো।

পর্যবেক্ষণ ও উপাত্ত ছক

ভর নির্ণয়ের ছক

ছকের পাঠগুলো নমুনা; খাতায় নিজের পাওয়া পাঠ লিখবে।

হিসাব

ফলাফল

বস্তুটির ঘনত্ব 2.73 g/cm³ (প্রায় অ্যালুমিনিয়ামের সমান)।

সতর্কতা

1. বস্তু যেন সম্পূর্ণ ডোবে এবং বিকারের তলা বা গা না ছোঁয়।
2. বস্তুর গায়ে বাতাসের বুদবুদ থাকবে না।
3. সুতা যত সম্ভব সরু ও হালকা হবে।
4. তুলা যন্ত্র ঝাঁকুনিমুক্ত জায়গায় রাখবে।

সম্ভাব্য ভাইভা প্রশ্ন

1. আর্কিমিডিসের নীতি কী? কোনো বস্তুকে তরলে আংশিক বা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত করলে বস্তুটি কিছু ওজন হারায়। এই হারানো ওজন বস্তু কর্তৃক অপসারিত তরলের ওজনের সমান।
2. প্লবতা কাকে বলে? তরল বা বায়বীয় পদার্থে নিমজ্জিত বস্তুর ওপর যে ঊর্ধ্বমুখী লব্ধি বল ক্রিয়া করে, তাকে প্লবতা বলে।
3. ঘনত্বের SI একক কী? কিলোগ্রাম প্রতি ঘনমিটার (kg/m³)।
4. বস্তু কখন ভাসে? যখন বস্তুর ওজন প্লবতার সমান হয়, অর্থাৎ বস্তুর ঘনত্ব তরলের ঘনত্বের চেয়ে কম হলে বস্তু ভাসে।
5. লোহা পানিতে ডোবে কিন্তু লোহার জাহাজ ভাসে কেন? জাহাজ ফাঁপা হওয়ায় এটি অনেক বেশি পানি অপসারণ করে, ফলে প্লবতা জাহাজের ওজনের সমান হয়।
6. গ্রাম এককে ওজন হ্রাসকেই আয়তন বলা যায় কেন? পানির ঘনত্ব 1 g/cm³, তাই 1 g পানি অপসারণ মানে 1 cm³ আয়তন।