লোহার টুকরা পানিতে ডুবে যায়, কিন্তু লোহার তৈরি জাহাজ পানিতে ভাসে—এই ঘটনাটি দেখে অনেকের মনে প্রশ্ন জাগে, কিভাবে সম্ভব? আসলে এর পেছনে রয়েছে পদার্থবিজ্ঞানের মজার ব্যাখ্যা, যা ঘনত্ব এবং আর্কিমিডিসের সূত্রের মাধ্যমে বোঝা যায়। চলুন একটু গভীরে যাওয়া যাক:

১. লোহার টুকরা কেন ডুবে?

লোহার ঘনত্ব প্রায় ৭.৮ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার, যা পানির ঘনত্ব (১ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার) থেকে অনেক বেশি। ঘনত্ব হলো কোনো বস্তুর ভর ও আয়তনের অনুপাত। লোহার টুকরার ক্ষেত্রে, এর ভর বেশি এবং আয়তন কম হওয়ায় এর ঘনত্ব পানির চেয়ে বেশি হয়। ফলে লোহার টুকরা পানিতে ডুবে যায়।

২. জাহাজ কেন ভাসে?

জাহাজ লোহার তৈরি হলেও এটি শুধু একটি গোটা লোহার টুকরা নয়। জাহাজের ভেতরে অনেক ফাঁকা জায়গা থাকে, যা বাতাসে পূর্ণ থাকে। এই ফাঁকা জায়গাগুলো জাহাজের মোট আয়তন বাড়িয়ে দেয়, কিন্তু এর ভর বাড়ায় না। ফলে জাহাজের গড় ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে কম হয়।

উদাহরণস্বরূপ, একটি জাহাজের ভর যদি ১০,০০০ টন হয় এবং এর মোট আয়তন ১২,০০০ ঘন মিটার হয়, তাহলে এর গড় ঘনত্ব হবে:

ঘনত্ব=ভরআয়তন=১০,০০০ টন১২,০০০ ঘন মিটার=০.৮৩ টন/ঘন মিটারঘনত্ব=আয়তনভর​=১২,০০০ঘন মিটার১০,০০০টন​=০.৮৩টন/ঘন মিটারযেহেতু পানির ঘনত্ব ১ টন/ঘন মিটার, জাহাজের গড় ঘনত্ব পানির চেয়ে কম। এ কারণেই জাহাজ পানিতে ভাসে।

৩. আর্কিমিডিসের সূত্রের ব্যাখ্যা:

আর্কিমিডিসের সূত্র অনুযায়ী, কোনো বস্তু পানিতে ভাসবে যদি বস্তুটি দ্বারা অপসারিত পানির ওজন বস্তুর ওজনের সমান বা বেশি হয়। জাহাজ পানিতে ভাসার সময় এটি প্রচুর পরিমাণ পানি অপসারণ করে। অপসারিত পানির ওজন জাহাজের মোট ওজনের সমান হয়, তাই জাহাজ ভাসে। অন্যদিকে, লোহার টুকরা অপসারিত পানির ওজন তার নিজের ওজনের চেয়ে কম করে, তাই এটি ডুবে যায়।

৪. জাহাজের নকশার গুরুত্ব:

জাহাজের নকশা এর ভাসার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। জাহাজের তলদেশ চওড়া এবং ফাঁপা থাকে, যা পানির উপরে ভাসার জন্য পর্যাপ্ত উত্প্লবন বল (buoyant force) তৈরি করে। জাহাজের ভর এবং আয়তনের মধ্যে সামঞ্জস্য রাখা হয়, যাতে এর গড় ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে কম হয়। এই নকশা এবং বিজ্ঞানের সমন্বয়ই জাহাজকে পানিতে ভাসিয়ে রাখে।

উপসংহার:

লোহার টুকরা পানিতে ডুবে যায় কারণ এর ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে বেশি। কিন্তু লোহার তৈরি জাহাজ পানিতে ভাসে কারণ এর গড় ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে কম। জাহাজের ফাঁকা জায়গা এবং নকশা এটিকে পানিতে ভাসতে সাহায্য করে। এটি বিজ্ঞানের একটি চমৎকার প্রয়োগ, যা আমাদের প্রকৃতির নিয়মগুলোকে আরও ভালোভাবে বুঝতে সাহায্য করে।