அடடே அறிவியல்: தலைக்கவசம் தலையைக் காப்பது எப்படி?

உங்கள் அப்பா, அம்மாகூட மோட்டார் சைக்கிளில் உட்கார்ந்து நீங்கள் பயணம் செய்திருப்பீர்கள். அப்படிச் செல்லும்போது தலைக்கவசம் (Helmet) அணிந்து செல்கிறீர்களா? தலைக்கவசம் நம் தலையை எப்படிக் காக்கிறது? அதிலுள்ள அறிவியல் என்ன? அதைத் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனையைச் செய்வோமா?

தேவையான பொருள்கள்:

செவ்வக வடிவ பிளாஸ்டிக் டிரே, கோலிக் குண்டு, முட்டை.

சோதனை:

1. சிறிய பிளாஸ்டிக் ட்ரேயின் ஓர் ஓரத்தில் ஒரு முட்டையை வையுங்கள்.

2. ட்ரேயைக் கையில் பிடித்துக்கொண்டு தரையில் வேகமாகத் தள்ளுங்கள். இப்போது முட்டை எங்கே இருக்கிறது எனப் பாருங்கள். வேகமாக ட்ரேயைத் தள்ளும்போது முட்டை ட்ரேயின் பின்பக்கம் இருப்பதைப் பார்க்கலாம்.

3. ட்ரேயை வேகமாகத் தள்ளிக்கொண்டே செல்லும் போது திடீரென்று தள்ளுவதை நிறுத்துங்கள். இப்போது நடப்பதைப் பாருங்கள். ட்ரேயை நிறுத்தியவுடன் முட்டை முன்னோக்கிச் சென்று முன்பக்கம் மோதி உடைவதைப் பார்க்கலாம்.

4. முட்டைக்குப் பதிலாக ஒரு கோலிக் குண்டை ட்ரேயின் பின்பக்கம் வைத்து ட்ரேயை சீராகத் தள்ளி நிறுத்துங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது எனப் பாருங்கள். ட்ரேயை நிறுத்தியவுடன் கோலிக் குண்டு முன்னோக்கிச் சென்று முன்பக்கம் மோதி நிற்பதைப் பார்க்கலாம்.

ட்ரேயை வேகமாகத் தள்ளி நிறுத்தியவுடன் முட்டை முன்பகுதியில் சென்று மோதி உடைந்தது அல்லவா? கோலிக் குண்டு உடையாமல் இருந்தது அல்லவா? இதற்குக் காரணம் என்ன?

நடப்பது என்?

ஒரு பொருளைத் தள்ளினாலோ அல்லது இழுத்தாலோ அப்பொருள் இயங்கும். தள்ளுதல் அல்லது இழுத்தல் என்பது விசை. இயக்கத்துக்குக் காரணமாக அமைவது விசை. ஒரு புற விசை தாக்கும்வரை ஓடும் பொருள் ஓடிக்கொண்டே இருக்கும். நிற்கும் பொருள் நின்றுகொண்டே இருக்கும். ஒரு பொருள் தன்னைத் தானே மாற்றிக் கொள்ள இயலாத தன்மையை நிலைமம் (Inertia) என்கிறோம். சீராக இயங்கிக்கொண்டிருக்கும் பொருளை நிறுத்துவதற்கும் ஓய்வு நிலையில் இருக்கும் பொருளை இயங்கச் செய்வதற்கும் ஒரு விசை தேவை.

இப்போது சோதனைக்கு வருவோம். கோலிக் குண்டு உள்ள ட்ரேயைச் சீரான வேகத்தில் தள்ளும்போது ட்ரேயும் கோலிக் குண்டும் ஒரே வேகத்தில் இயங்குகின்றன. கோலிக் குண்டு பின்னால் உருண்டுவிடாமல் ட்ரேயின் பின்புறச் சுவர் தடுக்கிறது. இயங்கிக் கொண்டிருக்கும் ட்ரேயை நிறுத்தினால் என்ன நிகழ்கிறது? ட்ரேயை நிறுத்தியவுடன் அது ஓய்வு நிலைக்கு வருகிறது. ஆனால், கோலிக் குண்டு சீரான வேகத்தில் செல்வதால் ட்ரேயின் முன்பக்கத்தில் மோதிப் பின்னர் ஓய்வு நிலைக்கு வருகிறது. சீராக இயங்கிக்கொண்டிருக்கும் கோலிக் குண்டை ட்ரேயின் முன்பக்கச் சுவர் தடுத்துவிடுவதால், ட்ரேயின் முன்பகுதியில் குண்டு இயங்காமல் இருக்கும்.

ஒரு பொருளின் இயக்கத் தன்மையைத் தானே மாற்றிக்கொள்ள இயலாத பண்பை இயக்க நிலைமம் (Inertia of Motion) என்கிறோம். கோலிக் குண்டின் இயக்கத்தை டிரேயின் முன்புறச் சுவர் தடுப்பதால் குண்டு ஓய்வு நிலைக்கு வருகிறது. மேலும் கோலிக் குண்டு கடினமான கண்ணாடியால் செய்யப்பட்டுள்ளது. அது முன்புறச் சுவரில் மோதினாலும் கோலிக் குண்டு உடைவதில்லை.

ஆனால், முட்டை அப்படியில்லை. முட்டை ஓடு மெல்லியதாகவும் இலகுவாகவும் இருப்பதால் முட்டை முன்புறச் சுவரில் மோதி உடைந்துவிடுகிறது.

பயன்பாடு :

மோட்டார் சைக்கிளில் பயணம் செய்யும் போது கட்டாயம் தலைக்கவசம் அணிய வேண்டும். இது அரசு விதி மட்டுமல்ல. அறிவியல் விதியும்கூடத்தான். தலைக்கவசம் அணியாமல் வண்டி ஓட்டினால் என்ன ஆகும்?

சோதனையில் பயன்படுத்திய ட்ரேயை மோட்டார் பைக்காகவும், முட்டையை மோட்டார் சைக்கிளில் செல்பவராகவும் கற்பனை செய்து கொள்கிறீர்களா? சீராக நகர்ந்து கொண்டிருக்கும் ட்ரேயை நிறுத்தியவுடன், பின்னால் இருந்த முட்டை உருண்டு சென்று முன்பக்கத்தில் மோதி உடைந்தது அல்லவா? அதைப் போலத்தான் மோட்டார் பைக் திடீரென்று விபத்தினால் நிறுத்தப்பட்டால் பைக்கில் பயணம் செய்பவர் தூக்கி எறியப்பட்டு அவரது மண்டை உடைவதற்கு வாய்ப்பு ஏற்படும்.

இப்போது ட்ரேயை மோட்டார் பைக்காகவும் கோலிக் குண்டை மோட்டார் சைக்கிளில் ஹெல்மெட் அணிந்து செல்பவராகவும் கற்பனை செய்து கொள்ளுங்களேன். சீராக நகர்ந்துகொண்டிருக்கும் கோலிக் குண்டு ட்ரேயின் முன்பக்கத்தில் மோதியது அல்லவா? அதைப் போலத்தான் மோட்டார் பைக் மரத்தில் மோதியோ அல்லது திடீரென்று பிரேக் போட்டு நிறுத்தப்பட்டவுடன், ஹெல்மெட் அணிந்து பயணம் செய்பவர் முன்னால் தூக்கி எறியப்படுவார். அப்படித் தூக்கி எறியப்பட்டாலும் கோலிக் குண்டு உடையாமல் இருப்பதைப் போல ஹெல்மெட் அணிந்திருப்பவர் தரையில் மோதினாலும் தலைக்காயம் ஏற்படாமல் காப்பாற்றப்படுவார்.

நியூட்டனின் நிலைம விதிப்படி பைக்கில் உட்கார்ந்து பயணம் செய்பவர் முதலில் இருந்த அதே வேகத்தில் சென்றுகொண்டிருப்பார். இதனால் அவர் தூக்கி எறியப்படுகிறார். அவர் தரையிலோ அல்லது மரத்திலோ மோதும்போது தலைதான் முதலில் அடிபடும். தலையில் அடிபடாமல் இருக்கத் தலைக்குத் தலைக்கவசம் கண்டிப்பாகப் போட வேண்டும். ஹெல்மெட் இருந்தால் தலையில் விழும் அடியை ஹெல்மெட் தாங்கிக்கொள்ளும்.

உடல் முழுவதும் கவசம் அணியாமல் தலைக்கு மட்டும் கவசம் அணிவது ஏன்? தலை உடலின் மேற்பகுதியாகவும் உடலின் பிறபகுதிகளோடு கடினமான எலும்புகள் இல்லாமல் இலகுவாகப் பிணைக்கப்பட்டிருப்பதாலும் விபத்துகள் ஏற்படும்போது முதலில் அடிபடும் பகுதி தலைதான். முதலில் தலையைக் காப்பாற்றுவது நமது தலையாய கடமை. அதனால்தான் தலைக்குத் தலைக்கவசம் கட்டாயம் அணிய வேண்டும் என்று அரசும் சொல்கிறது அறிவியலும் சொல்கிறது.

தர்மம் தலைகாக்கும்… தலைக்கவசமோ தக்க சமயத்தில் உயிர்காக்கும்... தலைக்கவசம் நமது உயிர்க்கவசம் என்பது இப்போது உங்களுக்குப் புரிந்திருக்குமே.

படங்கள்: அ. சுப்பையா பாண்டியன்
கட்டுரையாளர்: இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர்.
தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com