அடடே அறிவியல்: ஈஸியாக உயரம் தாண்டுவது எப்படி?

ஒலிம்பிக் விளையாட்டுப் போட்டிகளை டி.வி.யில் பார்க்க ஆரம்பித்துவிட்டீர்களா? உயரம் தாண்டுதல் போட்டியில் விளையாட்டு வீரர்கள் வேகமாக ஓடி வந்து, பின்னோக்கி வளைந்து தாண்டுவதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். ஏன் இப்படிப் பின்னோக்கி வளைந்து தாண்டுகிறார்கள்? அதைத் தெரிந்துகொள்ளச் சோதனை ஒன்றைச் செய்வோமா?

தேவையான பொருட்கள்:

பென்சில், சிறிய மடக்கு கத்தி, சிறிய பாட்டரி செல்கள், பசை டேப்.

சோதனை:

1. ஒரு சிறிய மடக்கு கத்தியின் கைப்பிடியில் ரிமோட்கன்ரோலில் பயன்படும் சிறிய பாட்டரி செல்கள் இரண்டு அல்லது மூன்றைப் பசை டேப்பால் ஒட்டுங்கள்.

2. படத்தில் காட்டியபடி பென்சிலைக் கத்தியின் கூர் முனையில் சாய்வாக அழுத்திச் செருகிவையுங்கள்.

3. மேசையின் மூலையில் படத்தில் காட்டியபடி பென்சிலைச் செங்குத்தாக நிற்கவையுங்கள். பென்சில் சரியாக நிற்கவில்லை என்றால் பென்சிலில் கத்தி செருகப்பட்ட கோணத்தை மாற்றி நிற்க வைக்கலாம். இப்போது நடப்பதைப் பாருங்கள். கத்தியின் கைப்பிடியும் பாட்டரியும் கம்பிக்குக் கீழேயும், பென்சில் கம்பியைத் தொட்டுக் கொண்டும் கம்பியின் மேலே நிற்பதைப் பார்க்கலாம். எடையேற்றப்பட்ட கத்தியும் பென்சிலும் கம்பியின் மேல் கீழே விழாமல் நிற்கக் காரணம் என்ன?

நடப்பது என்ன?

இதில் இரண்டு விஷயங்கள் உள்ளன. ஒரு பொருளின் நிறையானது மையத்திலிருந்து வரையப்படும் செங்குத்துக் கோடு அப்பொருளின் அடிப்பரப்பிற்குள்ளே விழ வேண்டும். பொருளின் நிறை மையம் ஒரு பொருளை நிற்க வைக்கும் (Pivot Point) புள்ளியிலிருந்து வரையப்படும் செங்குத்துக் கோட்டிற்குக் கீழேயே இருக்க வேண்டும். இந்த இரண்டு நிபந்தனைகளும் நிறைவு செய்யப்பட்டால், அப்பொருள் கீழே விழாமல் நிலையாக நிற்கும்.

சோதனையில் பென்சிலின் முனை, நிற்க வைக்கும் புள்ளியாகச் செயல்படுகிறது. எடையேற்றப்பட்ட மடக்கு கத்தி, பென்சில் ஆகியவற்றின் நிறை மையம் குறுக்குக் கம்பிக்குக் கீழே பென்சிலின் முனையிலிருந்து வரைப்படும் செங்குத்துக் கோட்டில் அமைகிறது. அதனால் எடையேற்றப்பட்ட கத்தியும் பென்சிலும் கீழே விழாமல் நிலையாக நிற்கிறது. பென்சில், கத்தி அமைப்பின் நிறை மையம் பென்சிலின் முனைக்குக் கீழே பாட்டரிக்குச் செல்லுக்கு மேலே உள்ள இடைவெளியில் அமைகிறது. பென்சிலைச் சிறிதளவு சாய்த்தாலும் நிலைத்தன்மைக்கான நிபந்தனைகள் நிறைவு செய்யப்படுவதால் பென்சில்-கத்தி அமைப்பு கீழே விழாமல் நிற்கிறது.

பயன்பாடு

உயரம் தாண்டுபவர் தனது உடல் எடை முழுவதையும் கிடைமட்டக் கோலின் உயரத்துக்குத் தூக்கிக் கோலுக்கு மேலே சென்று கீழே விழுவார்கள் இல்லையா? உயரம் தாண்டுபவர் கோலுக்கு அருகில் தரையில் காலை உதைத்து, மேலே குதிக்கும் செங்குத்து வேகம் அதிகமாக இருக்க வேண்டும். அதே சமயத்தில் கோலைத் தாண்டி விழுவதற்குத் தேவையான கிடைமட்டத் திசை வேகத்தையும் உயரம் தாண்டுபவருடைய நிறை மையம் கிடைமட்டக் கோலுக்கு மேலே இருந்தால் மட்டுமே குறிப்பிட்ட உயரத்தைத் தாண்ட முடியும். அதிக உயரம் தாண்டுவதற்கு உயரம் தாண்டுபவரின் இயக்க ஆற்றலும் (Static Energy) அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.

ஆனால் 1968-ம் ஆண்டு ஒலிம்பி போட்டியில் டி ஃபாஸ்பரி என்ற உயரம் தாண்டும் வீரர் புது விதமான உத்தியைக் கையாண்டு உயரம் தாண்டுதலில் தங்கம் வென்றார். பக்கவாட்டில் வளைவாக ஓடிவந்து முதுகுபுறமாகப் பின்னோக்கி வளைந்து கிடைமட்டக் கோலைத் தாண்டும் முறையை அவர் அறிமுகப்படுத்தினார். உயரம் தாண்டுதலில் பின்னோக்கி வளைந்து தாண்டும் முறைக்கு ஃபாஸ்பரி மடக்கு (Fosbury Flop) முறை என்று பெயர்.

சோதனையில் பார்த்த எடையேற்றப்பட்ட கத்தியும், பென்சிலும் சேர்ந்த அமைப்பைப் பின்னோக்கி வளைந்து உயரம் தாண்டும் வீரராகவும், பென்சில் கூர்முனை நிற்கும் கிடைமட்டக் கம்பியை உயரம் தாண்டுதலில் உள்ள கிடைமட்டக் கோலாகவும் கற்பனை செய்துகொள்கிறீர்களா?

பென்சில்-கத்தி அமைப்பின் வளைந்த வடிவத்தினால் அதன் நிறை மையம் பென்சில் நிற்கும் கிடைமட்டக் கம்பிக்குக் கீழே அமைந்து விழாமல் நிலையாக இருந்தது அல்லவா? அதைப் போலத்தான் உயரம் தாண்டுபவருடைய வளைந்த உடல் அமைப்பு கிடைமட்டக் கோலுக்குச் சரியாக மேலே இருக்கும்போது அவரின் உடலின் நிறை மையம் கிடைமட்டக் கோலுக்குக் கீழே அமைகிறது. நிறை மையத்திலிருந்து தரை வரை உள்ள உயரத்துக்குத் தகுந்தாற்போல் அவர் ஆற்றலைச் செலுத்தினால் போதும். இதனால் குறைந்த ஆற்றலைக் கொண்டு அதிக உயரத்தைத் தாண்ட முடியும்.

இந்த முறையின் மூலம் உயரம் தாண்டும்போது உயரம் தாண்டுபவரின் உடல் கிடைமட்டக் கோலுக்கு மேலே பறந்து செல்கிறது. ஆனால், அவர் உடலின் நிறை மையம் கிடைமட்டக் கோலுக்குக் கீழே செல்கிறது. மேலும் பின்னோக்கித் தாண்டும்போது உயரம் தாண்டுபவரின் கைகளோ கால்களோ கிடைமட்டக் கோலைத் தொடுவதில்லை. உயரம் தாண்டுபவர்கள் உடலைப் பின்னோக்கி வளைத்துத் தாண்ட இதுதான் காரணம்.

கட்டுரையாளர்: இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர்

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com