தானாக மேலே வரும் பாட்டில்!

குளியலறையில் உள்ள துளை வழியே தண்ணீர் வெளியேறும்போது சோப்பு நுரை அல்லது சிறு குப்பைகள் வட்டமாகச் சுழன்று உள்ளே செல்வதைப் பார்த்திருக்கிறீர்களா? துளையைவிட்டுத் தள்ளி நுரை கொஞ்சம் மெதுவாகவும் துளைக்கு அருகே மிக வேகமாகவும் சுழன்று வெளியேறும். இது ஏன் தெரியுமா? ஒரு சோதனை செய்தால், காரணத்தைத் தெரிந்துகொள்ளலாம்.

தேவையான பொருட்கள்

மூடியுடன் கூடிய பிளாஸ்டிக் பாட்டில், பேனாவின் உடற்பகுதி மட்டும், பந்து, நூல், சிறு ஆணி, தண்ணீர்.

சோதனை

1. பேனாவின் உடற்பகுதியின் இரு புறமும் வெட்டி, திறந்து இருக்குமாறு அமைத்துக்கொள்ளுங்கள்.

2. உடற்பகுதியினுள் ஒரு முனை வழியே நூலைச் செருகி, அந்த முனையில் ரப்பர் பந்தையும் மறுமுனையில் பிளாஸ்டிக் பாட்டிலின் மூடியையும் சிறிய ஆணியையும் கொண்டு இணையுங்கள்.

3. பாட்டிலில் முக்கால் பாகம் தண்ணீர் ஊற்றி அதில் சிறிது பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் போட்டு கலக்கி இறுக்கமாக மூடிவிடுங்கள்.

4. நூலின் மேல் முனையில் பந்தும் கீழ் முனையில் பாட்டிலும் இருக்குமாறு கையில் பேனாவின் உடற்பகுதியைப் பிடித்துக் கொள்ளுங்கள்.

இப்போது கீழ் முனையில் உள்ள பாட்டிலை மேலே கொண்டு வர வேண்டும். எப்படி முடியும்?

பாட்டிலைக் கையால் பிடித்து மேலே தூக்கலாம் அல்லது நூலைப் பிடித்து மேலே தூக்கினால் பாட்டில் மேலே வரும். பேனாவின் உடற்பகுதியை ஒரு கையில் பிடித்துக் கொண்டு மற்றொரு கையால் பந்தை இழுத்தால் பாட்டில் மேலே வரும். இப்படிப் பலவிதமாக நீங்கள் நினைக்கலாம்.

ஆனால், பாட்டிலைத் தொடக் கூடாது. பந்தையும் தொடக் கூடாது. இரண்டையும் தொடாமல் பாட்டிலை மேலே கொண்டு வர வேண்டும். முடியுமா? நிச்சயம் முடியும். எப்படி?

பேனாவின் உடற்பகுதியைக் கையில் பிடித்துக் கொண்டு கிடைத் தளத்தில் பந்தைத் தலைக்கு மேல் சுழற்றினால் பாட்டில் மேலே ஏறும். பந்தைச் சுழற்றுவதை நிறுத்தினால் பந்தின் வேகம் குறையுமில்லையா? அப்போது பாட்டில் மெதுவாகக் கீழே இறங்குவதைப் பார்க்கலாம்.

நடப்பது என்ன?

பந்தைவிட அதிக எடை கொண்ட பாட்டில் மேலே வருவது எப்படித் தெரியுமா? பந்து சீரான வேகத்தில் வட்டப் பாதையில் இயங்கினால் அதன் இயக்கம் வட்ட இயக்கம் எனப்படும். அந்த இயக்கத்தில் பொருளின் வேகம் மாறாமல் அப்படியே இருக்கும். ஆனால், அதன் திசை தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கும்.

வட்டப் பாதையில் ஒரு பொருளை இயங்க வைக்கத் தேவையான விசையை ‘மையநோக்கு விசை’ என்பார்கள். அந்த விசை எப்போதும் வட்டப் பாதையின் மையத்தை நோக்கியே இருக்கும். மைய நோக்கு விசை பந்தின் வேகத்தையும் வட்டப் பாதையின் ஆரத்தையும் பொறுத்தது.

பந்தை வேகமாகச் சுழற்றும்போது மைய நோக்கு விசை பாட்டிலின் எடையைவிட அதிகமாக இருப்பதால் பாட்டில் மெதுவாக மேல் நோக்கி நகருகிறது. பந்தின் வேகம் குறைந்து மெதுவாகச் சுழலும்போது மையநோக்கு விசை பாட்டிலின் எடையைவிடக் குறைவதால் பாட்டில் கீழ் நோக்கி மெதுவாக நகருகிறது.

அதேசமயம், பந்து வட்டப் பாதையில் சீரான வேகத்தில் சுழலும்போது உருவாகும் மைய நோக்கு விசையும் பாட்டிலின் எடையும் சமமாக இருந்தால் பாட்டில் ஒரே இடத்தில் அப்படியே தொங்கிக் கொண்டிருக்கும். பந்தைச் சுழற்றுவதை நிறுத்திவிட்டால் வட்டப் பாதையின் ஆரம் படிப்படியாகக் குறைந்து வேகம் படிப்படியாக அதிகரித்துக் கொண்டே செல்லும். இதற்குக் கோண உந்தமே காரணம். இதைக் கண்டிபிடித்தவர் ஜோஹேனஸ் கெப்ளர்.

பயன்பாடு என்ன?

இந்தச் சோதனையின் அடிப்படையில்தான் சோப்பு நுரை குளியல் அறையில் இயங்குகிறது. இதேபோல் கோள்கள் சூரியனைச் சுற்றி வருவதையும் சொல்லலாம். கோள்கள் சூரியனுக்கு அருகில் வரும்போதும் அதிக வேகமாகவும் சூரியனுக்கு வெகு தொலைவில் சுற்றி வரும்போது குறைந்த வேகத்திலும் இயங்குகின்றன. அதற்கும் இதுதான் காரணம்.

பட உதவி: அ.சுப்பையா பாண்டியன்