চলন গতির ক্ষেত্রে আমরা দেখেছি m ভরের কোনো বস্তু 𝑣→ বেগে গতিশীল হলে তার ভরবেগ তথা রৈখিক ভরবেগ 𝑃→=𝑚𝑣→ একটি গুরুত্বপূর্ণ রাশি। ঘূর্ণনগতির ক্ষেত্রে ভরবেগের অনুরূপ রাশি হচ্ছে কৌণিক ভরবেগ। কোনো বিন্দুর m সাপেক্ষে ভরবেগের ভ্রামকই হচ্ছে কণাটির কৌণিক ভরবেগ।
সংজ্ঞা : কোনো বিন্দু বা অক্ষকে কেন্দ্র করে ঘূর্ণায়মান কোনো কণার ব্যাসার্ধ ভেক্টর এবং ভরবেগের ভেক্টর গুণফলকে ঐ বিন্দু বা অক্ষের সাপেক্ষে কণাটির কৌণিক ভরবেগ বলে।
ব্যাখ্যা : ঘূর্ণন কেন্দ্রের সাপেক্ষে কোনো কণার ব্যাসার্ধ ভেক্টর বা অবস্থান ভেক্টর 𝑟→ এবং ঐ কণার ভরবেগ হলে, 𝑝→ বিন্দুর সাপেক্ষে কণাটির কৌণিক ভরবেগ হচ্ছে,
𝐿→=𝑟→×𝑝→… (4.32)
ঘূর্ণন কেন্দ্র থেকে দূরত্বে কোনো কণার ভরবেগ p হলে ঐ বিন্দুর সাপেক্ষে কণাটির কৌণিক ভরবেগের মান L হবে-
L = rp sin𝜃
বা, L = pr sin𝜃
এখানে 𝜃 হচ্ছে 𝑟→ এবং ‘𝑝→ এর অন্তর্ভুক্ত কোণ। কিন্তু r sin 𝜃 হচ্ছে ঘূর্ণন কেন্দ্র থেকে ভরবেগের ক্রিয়া রেখার লম্ব দূরত্ব (চিত্র : ৪-১৮)। সুতরাং কোনো কণার ভরবেগ এবং ঘূর্ণন কেন্দ্র থেকে ভরবেগের ক্রিয়ারেখার লম্ব দূরত্বের গুণফলই হচ্ছে ঐ বিন্দুর সাপেক্ষে কণাটির কৌণিক ভরবেগের মান ।
দিক : কৌণিক ভরবেগ একটি ভেক্টর রাশি। এর দিক 𝑟→×𝑝→এর দিকে।
একটি ডানহাতি স্কুকে 𝑟→ এবং ‘𝑝→এর সমতলে লম্বভাবে স্থাপন করে 𝑟→ থেকে ‘𝑝→ এর দিকে ক্ষুদ্রতর কোণে ঘুরালে যে দিকে অগ্রসর হয় সেদিকে।
মাত্রা ও একক : কৌণিক ভরবেগের মাত্রা হচ্ছে ভরবেগ × দূরত্বের মাত্রা অর্থাৎ ML2T-1 এবং এর একক হচ্ছে kg m2s-1
তাৎপর্য : কোনো বস্তুর কৌণিক ভরবেগ 30 kg ms-1 বলতে বোঝায় ঐ বস্তুর কৌণিক ভরবেগ 1 kgm2
জড়তার ভ্রামকবিশিষ্ট কোনো বস্তুর কৌণিক বেগ 30 rad s-1 হলে যে কৌণিক ভরবেগ হবে তার সমান।
বি: দ্র: কোনো অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্ণায়মান দৃঢ় বস্তুর কৌণিক ভরবেগ হয় ঐ ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে।
কৌণিক ভরবেগ ও কৌণিক বেগের সম্পর্ক
ধরা যাক, একটি বস্তু কোনো একটি অক্ষের সাপেক্ষে 𝜔 সমকৌণিক দ্রুতিতে ঘূর্ণায়মান। উক্ত বস্তুর যেকোনো একটি কণার ভর m1 ঘূর্ণন অক্ষ থেকে কণাটির লম্ব দূরত্ব r1 এবং কণাটির বেগ v1 হলে
ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে কণাটির কৌণিক ভরবেগ, P1r1 = m1v1r1
=m1 𝜔r21 [ :- v₁ = 𝜔 r₁ ]
= 𝜔 m1r21
অনুরূপে ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে m2 ভরের কৌণিক ভরবেগ = 𝜔 m2r21। এভাবে প্রতিটি বস্তুকণার জন্য কৌণিক = ভরবেগ বের করে তাদের সমষ্টি নিলে সম্পূর্ণ বস্তুটির কৌণিক ভরবেগ L পাওয়া যাবে।
L= ωm₁r₁² + ωm₂r₂² + ωm3r3²+……
= ω ( m₁r₁² + m₂r₂² + m3r3² +…..)
=𝜔∑𝑚1𝑟21
=𝜔𝐼….. (4.33)
বা, 𝐿=𝐼𝜔=𝐼𝑑𝜃𝑑𝑡
:- এখানে I হলো ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে বস্তুটির জড়তার ভ্রামক . কৌণিক ভরবেগ = জড়তার ভ্রামক x কৌণিক বেগ।