15/02/2026
রকেট প্রপালশনের পদার্থবিজ্ঞান
Momentum, Thrust এবং Acceleration
(প্রেজেন্টেটর: Tarek Monwar)
স্লাইড ১:
রকেট কীভাবে মহাকাশে যায় যেখানে কোনো বাতাস নেই?
রকেট চলে নিউটনের তৃতীয় সূত্র (Action-Reaction) অনুসারে
জ্বালানি পোড়িয়ে গরম গ্যাস পিছনে খুব জোরে বের করে → রকেট সামনে এগোয়
আজকে আমরা দেখব: Thrust কীভাবে তৈরি হয়, Acceleration কেন বাড়তে থাকে
(এখানে তোমার দেওয়া রকেটের ছবিটা বড় করে দাও)
স্লাইড ২: মৌলিক নীতি – Conservation of Momentum
Momentum = mass × velocity (p = m × v)
Closed system-এ মোট momentum সবসময় একই থাকে (কোনো external force না থাকলে)
রকেট থেকে গ্যাস পিছনে বের হয় → গ্যাসের momentum পিছনে
তাই রকেটের momentum সামনে বাড়ে (equal and opposite)
সহজ উদাহরণ: বেলুন ফুলিয়ে ছেড়ে দিলে বেলুন সামনে যায় – একই নীতি!
স্লাইড ৩: Thrust কী এবং কীভাবে তৈরি হয়?
Thrust = বল (Force) যা রকেটকে সামনে ঠেলে
সূত্র: Thrust (F) = ṁ × v_e
যেখানে
ṁ = mass flow rate (প্রতি সেকেন্ডে কত kg গ্যাস বের হয়)
v_e = exhaust velocity (গ্যাস কত জোরে বের হয়, m/s)
উদাহরণ:
10,000 kg/s গ্যাস বের হয় → v_e = 4,000 m/s
Thrust ≈ 40,000,000 N (প্রায় 40 MN!)
(ছবি: Combustion chamber + nozzle দেখাও)
স্লাইড ৪: Acceleration কীভাবে বাড়ে?
Thrust সবসময় একই রকম (প্রায়) → F = Thrust
a = F / M
যেখানে M = rocket-এর instantaneous mass (জ্বালানি কমতে থাকে)
জ্বালানি পুড়ে শেষ হয়ে গেলে M কমে যায়
তাই a = Thrust / M → a বাড়তে থাকে!
গ্রাফ আইডিয়া: সময়ের সাথে acceleration বাড়ার একটা সিম্পল গ্রাফ (শুরুতে কম, পরে অনেক বেশি)
স্লাইড ৫: Tsiolkovsky Rocket Equation (সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ!)
রকেট বিজ্ঞানের সবচেয়ে বিখ্যাত সমীকরণ
Δv = v_e × ln(m₀ / m_f)
Δv = velocity change (rocket কত বেশি স্পিড পাবে)
v_e = exhaust velocity
m₀ = initial mass (জ্বালানি সহ)
m_f = final mass (জ্বালানি ছাড়া শুধু dry mass)
কেন এটা exponential?
জ্বালানি বেশি রাখতে হলে rocket নিজেই অনেক ভারী হয়ে যায় → অনেক জ্বালানি লাগে!
(এখানে একটা ছোট টেবিল দাও – বিভিন্ন mass ratio-এর জন্য Δv)
স্লাইড ৬: বাস্তব উদাহরণ (Real Rockets)
SpaceX Falcon 9 → Merlin engine, v_e ≈ 3,000–3,500 m/s
Saturn V (Apollo) → v_e ≈ 2,500–4,000 m/s বিভিন্ন স্টেজে
কেন multi-stage rocket? → ম্যাস কমাতে স্টেজ ছুড়ে ফেলে, acceleration বাড়ে
স্লাইড ৭: সিম্পল এক্সপেরিমেন্ট / ডেমো (Hands-on Part)
Balloon Rocket Experiment (সবচেয়ে সহজ প্রজেক্ট ডেমো)
উপকরণ:
বেলুন
সুতা/মাছ ধরার লাইন (৫–১০ মিটার)
স্ট্র (প্লাস্টিকের)
টেপ
পদ্ধতি:
সুতা দুই দিকে বেঁধে টানটান করো
স্ট্র দিয়ে সুতা পার করো
বেলুন ফুলিয়ে স্ট্র-এ টেপ দিয়ে আটকাও
ছেড়ে দাও → দেখো কীভাবে যায়!
পরীক্ষা করতে পারো:
বেলুনের সাইজ বড়-ছোট করে
সুতার দৈর্ঘ্য বাড়িয়ে
দুটো বেলুন একসাথে (two-stage)
এটা দেখিয়ে বলো: এটাই miniature rocket propulsion!
স্লাইড ৮: উপসংহার (Conclusion)
রকেট চলে action-reaction + conservation of momentum দিয়ে
Thrust = ṁ × v_e
Acceleration বাড়ে কারণ mass কমে
Tsiolkovsky equation → মহাকাশ ভ্রমণের মৌলিক সীমাবদ্ধতা দেখায়
ভবিষ্যতে: আরও ভালো propellant, nuclear propulsion, ion thruster ইত্যাদি