গল্প শুরুর আগে আর্কিমিডিসের সংক্ষিপ্ত জীবনি বলে নেই-

আর্কিমিডিস (২৮৭-২১২ খ্রিস্টপূর্বাব্দ) ছিলেন একজন প্রাচীন গ্রীক গণিতবিদ, পদার্থবিদ, প্রকৌশলী এবং জ্যোতির্বিজ্ঞানী, যার জন্ম ২৮৭ খ্রিস্টপূর্ব অব্দে, সিসিলির সিরাকাসে (ইতালি)। তার গবেষণা পরবর্তীতে গণিত এবং প্রকৌশলের অনেক উন্নয়নের ভিত্তি স্থাপন করেছিল। আর্কিমিডিস বলবিদ্যা এবং পদার্থবিদ্যায় তার কাজের জন্য বিশেষ পরিচিত ছিলেন। তিনি লিভার এবং পুলি সিস্টেমের মৌলিক নীতিগুলি প্রণয়ন করেছিলেন ও হাইড্রোস্ট্যাটিক্সে তার গুরুত্বপূর্ণ অবদান ছিল।

আর্কিমিডিস তার “আর্কিমিডিসের নীতি”র জন্য বিখ্যাত হন। আর্কিমিডিসের নীতি বলে যে, যখন একটি বস্তু একটি তরল (বা গ্যাস) এর মধ্যে নিমজ্জিত হয় তখন বস্তুটির কিছু ওজন আপাতভাবে হারায়, যতটুকু তরল সরে যায় ততোটুকু তরলের ওজনের সমান নিমজ্জিত বস্তুটির ওজন কমে যায় অর্থাৎ ততোটুকু ওজনের সমান ঊর্ধ্বমুখী বল বস্তুতে প্রযুক্ত হয়।

গল্প শুরু-

আর্কিমিডিস কীভাবে এই নীতিটি আবিষ্কার করেছিলেন তার গল্পটি বিখ্যাতভাবে "ইউরেকা" মুহুর্তের সাথে জড়িত। প্রখ্যাত গল্প অনুসারে, সিরাকিউসের রাজা দ্বিতীয় হিরো, আর্কিমিডিসকে তার নতুন মুকুট খাঁটি সোনা দিয়ে তৈরি কিনা তা পরীক্ষা করতে বলেছিলেন। আর্কিমিডিস সমস্যা সমাধানের উপায় খুঁজে বের করার জন্য চেষ্টা করে যান যতক্ষণ না উপায় আবিষ্কৃত হয়। একদিন তিনি স্নান করছেন, তিনি টবে ডুবে যাওয়ার সাথে সাথে পানি-স্তরের বৃদ্ধি লক্ষ্য করেছিলেন। এই পর্যবেক্ষণ তাকে অনুধাবন করতে পরিচালিত করেছিল যে তার শরীরের দ্বারা স্থানচ্যুত পানি সরাসরি এর আয়তনের সাথে সম্পর্কিত। তারপরে তিনি এই নীতিটি মুকুটের সমস্যায় প্রয়োগ করেছিলেন, আবিষ্কার করেছিলেন যে মুকুটটি পানিতে ডুবানোর কারণে মুকুটের সম আয়তনের পানি সরে গেছে। কিন্তু সরে যাওয়া মুকুটের সম আয়তনের পানি আর মুকুটের ওজন নিশ্চয় সমান নয়। তত্ত্ব টি হল- খাঁটি সোনার ভর বা ওজনকে ঐ সোনার আয়তন দ্বারা ভাগ করলে সেটির মান =X হলে, পানিতে সোনার খণ্ড ডুবানোর কারণে যতটুকু পানি সরে যাবে তার ভর বা ওজন কে ঐ পানিটুকুর আয়তন দ্বারা ভাগ করলে মনে করি সেটির মান=Y হল। এখন বিশুদ্ধ সোনার আপেক্ষিক গুরুত্ব =X/Y=19 (ধরি)। এইভাবে পরীক্ষার জন্য আনা মুকুটির আপেক্ষিক গুরুত্ব যদি 19 এর কাছাকাছি হয়, তবে মুকুটটি খাঁটি সোনার তৈরি ; নচেৎ মুকুটটি খাঁটী সোনার তৈরি নয়। এইভাবে বস্তুর আপেক্ষিক গুরুত্ব যদি ১ এর বেশি হয় তবে বস্তু ডুববে, আর ১ এর কম হলে ভাসবে এবং ১ এর সমান হলে পানির যে স্তরে রাখা হবে সেই স্তরেই সর্বদা থাকবে।

টাইটানিক ট্র্যাজেডি এর একটি উদাহারণ- জাহাজটি একটি বড় বরফ খণ্ডের সাথে ধাক্কা লেগে ডুবে গিয়েছিল। বরফের আয়তনের মাত্র ১২ ভাগের ১ ভাগ পানির উপরে এবং ১২ ভাগের ১১ ভাগ পানির নিচে বিস্তৃত থাকে। টাইটানিকের তলা পানির নিচের অংশের সাথে প্রচণ্ড ধাক্কা লাগে এবং ভেঙ্গে যায়। বরফের ঘনত্ব ঠাণ্ডা পানির ঘনত্বের চেয়ে কম থাকে। অর্থাৎ বরফ দ্বারা অপসারিত পানির ওজন বরফের সমগ্র অংশের ওজনের চেয়ে বেশি। বরফের আয়তন কতটুকু বেশি? ১২ ঘন মিটার এর মধ্যে ১ ঘনমিটার বেশি। এ কথার অর্থ হল ১১ ঘনমিটার পানির ভর বা ওজন ১২ ঘনমিটার বরফের ভর বা অজনের সমান। বরফের পানির নিচের অংশের সমপরিমান পানি উরধ্মুখি বল হিসাবে বরফ খণ্ডকে উপরের দিকে ধাক্কা দিয়ে রাখে। ফলে ১২ ভাগের ১ অংশ বরফ পানির উপর থাকে। পানির আরেকটি ভৌত ধর্ম হল পানির ব্যাতিক্রান্ত প্রসারণ-যেটি পরে আলোচনা করা যাবে।
এটি লক্ষণীয় যে আর্কিমিডিসের "ইউরেকা" মুহূর্তটি একটি জনপ্রিয় উপাখ্যান, কিন্তু আর্কিমিডিসের নীতির প্রকৃত আবিস্কার এর সাথে পদ্ধতিগত পরীক্ষা এবং তাত্ত্বিক যুক্তির মাধ্যমে জড়িত। তা সত্ত্বেও, তরল পদার্থের আচরণ বোঝার জন্য নীতিটি অপরিহার্য, এছাড়া জাহাজ নির্মাণ কৌশলে এ নীতির প্রয়োগ রয়েছে। পানিতে বস্তুর ঊর্ধ্বমুখী চাপ বোঝার জন্য বিভিন্ন ক্ষেত্রে এর অসংখ্য প্রয়োগ রয়েছে।

(প্রিয় ভিউয়ার, শুভেচ্ছা নিবেন। আমার লেখাগুলিলো ”ফলো” দিন “টিউমেন্ট “এর মাধ্যমে মন্তব্য লিখে আমাকে উৎসাহিত করুন। ধন্যবাদ। )