প্রযুক্ত হইয়া Th1 পরিমাণ কার্য করায় তরলের শক্তি Th1 পরিমাণ কমিল। এইখানে বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য, তরলের পৃষ্ঠবিততির ধর্ম এই যে, উহা তরলের আয়তন এমনভাবে কমাইয়া বা বাড়াইয়া দেয় যে সমগ্র তরলের মোট স্থৈতিক শক্তি (পোটেনশাল এনার্জি) সবচেয়ে কম (মিনিমাম) থাকে; কারণ সবচেয়ে কম স্থৈতিক শক্তিই পদার্থের সাম্যাবস্থার (ইকুইলিব্রিয়াম) নির্ণায়ক। ঠিক এই কারণেই অনেক তরল পদার্থের মধ্যে কৈশিক (ক্যাপিলারি) নল ডুবাইলে নলের মধ্যে তরল অনেকদূর উঠিয়া পড়ে (চিত্র ২ঘ); কারণ সামগ্রিকভাবে তরলের এই অবস্থানে মোট স্থৈতিক শক্তি কমিয়া যায়।
২গ এবং ২ঘ চিত্রে বক্রতলের গায়ে পৃষ্ঠবিততির জন্য যে বল কার্য করিতেছে তীরের সাহায্যে তাহার দিক (ডিরে্শন) দেখানো হইয়াছে। এই বলকে খাড়া (ভার্টিক্যাল) ও অনুভূমিক (হরাইজণ্ট্যাল) দিকে বিভক্ত করিলে (রিজল্ভ) বুঝিতে পারা যায় যে খাড়া দিকের বল নলের মধ্যে যেটুকু তরল পদার্থ উঠিয়াছে তাহার ভারকে ধরিয়া রাখিয়াছে।
চিত্র ৩
তরলে ভাসমান পদার্থের ভারসাম্য ও স্থায়িত্ব আলোচনার প্রধান সূত্র হইল আর্খিমেদেসের সূত্র (আর্খিমেদেস প্রিন্সিপ্ল)। এই সূত্র অনুযায়ী কোনও বস্তুকে আংশিক বা সম্পূর্ণভাবে তরল পদার্থের মধ্যে নিমজ্জিত করিলে উহার ওজনের আপাত-হ্রাস হয়। বস্তুটির ওজনের এই আপাত-হ্রাসের পরিমাণ, বস্তুটি নিজের নিমজ্জনের জন্য যে পরিমাণ তরল পদার্থ অপসারণ করিয়াছে, তাহার ওজনের সমান হইবে। এই সূত্রানুযায়ী একটি বস্তুকে তরলের মধ্যে রাখিলে উহার নিমজ্জনজনিত ঊর্ধ্বঘাতের মান ও কার্যক্রম বস্তুটি ভাসিবে কি ডুবিবে তাহা নির্ণয় করে। মাধ্যাকর্ষণের জন্য বস্তুটির ওজন W1 নিম্নমুখী বল হিসাবে বস্তুটির ভারকেন্দ্র (সেণ্টার অফ গ্র্যাভিটি) দিয়া কার্য করে। তেমনই বস্তুটির উপর মোট ঊর্ধ্বঘাত
ঊধ্বমুখী বল হিসাবে কার্য করে অপসারিত তরলের ভারকেন্দ্র দিয়া। এই শেষোক্ত ভারকেন্দ্রকে বলা হয়
প্লবতাকেন্দ্র (সেণ্টার অফ বয়ান্সি)। যদি W1>W2 হয় তবে বস্তুটির উপর মোট বল নিম্নমুখী হইবে অর্থাৎ বস্তুটি ডুবিবে। যদি W1<W2 হয় তবে বস্তুটির উপর মোট বল ঊর্ধ্বমুখী হইবে অর্থাৎ বস্তুটি ভাসিবে। এই অবস্থায় বস্তুটি উপরের দিকে উঠিতে থাকিবে এবং ফলে উহার দ্বারা অপসারিত তরলের পরিমাণ কমিয়া যাইবে। যখন অপসারিত তরলের ওজন বস্তুটির ওজনের সমান হইবে তখন সে আর উপরে উঠিবে না অর্থাৎ বস্তুটি আংশিকভাবে নিমজ্জিত অবস্থায় তরলে ভাসিতে থাকিবে। যদি সম্পূর্ণ নিমজ্জিত অবস্থায় W2==W1 হয় তবে বস্তুটি তরলের ভিতর যে কোনও গভীরতায় স্থায়ী হইবে, কারণ এইরূপ অবস্থায় বস্তুটির আপাত-ওজন শূন্য।
৩ক-সংখ্যক চিত্রে ভাসমান বস্তুটির ওজন W1 ভারকেন্দ্র H দিয়া ঊর্ধ্বমুখে একই উল্লম্বরেখা GH-এর বরাবর কার্য করিতেছে। এই অবস্থায় ভাসমান বস্তুটির সাম্য (ইকুইলিব্রিয়াম) স্থাপিত হইয়াছে। বাহিরের বলপ্রয়োগে বস্তুটিকে অল্প আনত করিলে (চিত্র ৩খ ও ৩গ) প্লবতাকেন্দ্রের স্থান পরিবর্তন হইবে। ঊর্ধ্ব মুখী ঘাত বর্তমানে যে উল্লম্বরেখায় কার্য করিবে তাহা যদি পূর্বেকার (চিত্র ৩ক) GH রেখাকে M বিন্দুতে ছেদ করে তবে এই M বিন্দুকে মেটাসেণ্টার বলা হইবে। যেহেতু ভাসমান অবস্থার জন্য W1=W2 এবং বস্তুটির আনত অবস্থায় W1 ও W2 ভিন্ন বিন্দু দিয়া উল্লম্বভাবে কার্য করিতেছে উহারা যুগপৎ এক ব্যাবর্তন (কাপ্ল অথবা টর্ক) সৃষ্টি করিবে। ফলে বস্তুটি ঘুরিবার চেষ্টা করিবে। ইহা সহজেই প্রতীয়মান হয় যে, যদি M বিন্দু ভারকেন্দ্র G বিন্দুর উপরে থাকে (যেমন চিত্র তখ) তাহা হইলে এই ব্যাবর্তন বস্তুটিকে আগেকার অবস্থায় (অর্থাৎ চিত্র ৩ক) আনার চেষ্টা করিবে। সাধারণতঃ কোনও ভাসমান পদার্থের উপর সামান্য বলপ্রয়োগ করিয়া সেই বল অপসারিত করিয়া লইলে এইরূপ ঘটনা ঘটে। কিন্তু বেশি পরিমাণে বলপ্রয়োগ করিলে M বিন্দু G বিন্দুর নিম্নে আসিয়া পড়ে (চিত্র ৩গ) এবং তখন ব্যাবর্তনের
.jpg)
