Published : 20 Jul 2016 12:13 PM
Last Updated : 20 Jul 2016 12:13 PM

அடடே அறிவியல்: பனியில் சறுக்கி விளையாடுவது எப்படி!

சுவிட்சர்லாந்து போன்ற குளிர் நாடுகளில் பனிச்சறுக்குச் சாகச விளையாட்டு ரொம்ப புகழ்பெற்றது. பனிக்கட்டி தரையால் ஆன விளையாடுத் திடலில் பனிச்சறுக்கு வீரர்கள் சறுக்கிச் செல்வதையும், கரகரவென்று சுற்றுவதையும் டி.வி.யில் பார்த்திருப்பீர்கள். பனித்திரையில் எப்படிச் சறுக்கிச் செல்கிறார்கள்? இதிலுள்ள அறிவியல் என்ன? விடை தெரிய, எளிய சோதனை ஒன்றைச் செய்வோமா?

தேவையான பொருட்கள்:

செவ்வக வடிவ பனிக்கட்டி (Rectangular Ice bar), மெல்லிய இரும்புக்கம்பி, எடைதாங்கி, எடைக்கற்கள், இரண்டு ஸ்டூல்கள்.

சோதனை

1. ஒரு அடி நீளம், 3/4 அடி அகலம், 1/2 அடி உயரம் கொண்ட ஒரு செவ்வகப் பனிக்கட்டியை வாங்கிக்கொள்ளுங்கள்.

2. ஒரே உயரம் கொண்ட இரண்டு ஸ்டூல்களை அருகருகே வைத்து, இரு ஸ்டூல்களின் விளிம்பின் மேல் பனிக்கட்டியை வையுங்கள்.

3. அரை மீட்டர் நீளமுள்ள ஒரு மெல்லிய இரும்புக் கம்பியை (steel wire) படத்தில் காட்டியது போல பனிக்கட்டியின் மேல் குறுக்காக வையுங்கள். அதன் முனையில் எடைதாங்கியைக் கட்டித் தொங்கவிடுங்கள்.

4. ஒவ்வொரு எடைதாங்கியிலும் 5 கிலோ எடைக்கற்களை (slotted weights) ஏற்றிக்கொள்ளுங்கள் ( எடைக்கற்களுக்குப் பதிலாகச் செங்கல்களையும் கட்டித் தொடங்கவிடலாம்). பனிக்கட்டியின் மேல் குறுக்கே வைக்கப்பட்ட கம்பியின் இரு முனைகளிலும் எடையேற்றப்பட்ட பின்பு என்ன நடக்கிறது எனப் பாருங்கள். மிக மெதுவாக இரும்புக்கம்பி பனிக்கட்டிக்குள்ளே இறங்குவதைப் பார்க்கலாம். எடையினால் மெல்லிய இரும்பு கம்பி பனிக்கட்டியினுள் இறங்க காரணம் என்ன?

நடப்பது என்ன?

பொதுவாகப் பொருள்கள் திட, திரவ, வாயு ஆகிய மூன்று நிலைகளில் உள்ளன. ஒரு பொருளுக்கு வெப்பம் அளிக்கப்பட்டால் பொருளின் வெப்பநிலை உயரும். பொருளிலிருந்து வெப்பத்தை எடுத்தால் வெப்பநிலை குறையும். இருந்தபோதும் குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் பொருள் ஒரு நிலையிலிருந்து வேறு நிலைக்கு மாறும். இதைப் பொருள்களின் நிலைமாற்றம் (change of state) என்பார்கள்.

ஒரு பொருள் அழுத்தத்தை மாற்றும்போது கொதிநிலையும் வெப்பநிலையும் மாறுகிறது. பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியைவிட குறைவு. பனிக்கட்டியுன் மீது கொடுக்கப்படும் அதிகப்படியான அழுத்தம், உறை வெப்பநிலையைக் குறைக்க முயற்சி செய்யும். இதனால் பனிக்கட்டியை உருகச் செய்து அதன் பருமனைக் குறைக்கும். பனிக்கட்டியின் மீது அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தினால் பனிக்கட்டியின் உருகு நிலை (உறை நிலை) குறையும்.

பனிக்கட்டியின் குறுக்கே கம்பியின் இருபுறமும் பத்து கிலோ எடை தொங்கவிடப்பட்டுள்ளதாகக் கொள்வோம். மெல்லிய இரும்புக் கம்பியினுள் குறுக்குப் பரப்பு மிகக் குறைவு. ஓரலகு பரப்பில் செயல்படும் விசையே அழுத்தம் (P=F/A). எந்த அளவுக்கு பரப்பு குறையுதோ அந்த அளவுக்கு அழுத்தம் அதிகமாக இருக்கும். கம்பியின் எடையினால் உருவாகும் அழுத்தம், கம்பிக்குக் கீழே உள்ள பனிக்கட்டியின் உருகுநிலையைக் குறிக்கும். இதனால் அப்பகுதியில் உள்ள பனிக்கட்டி உருகி, கம்பி சிறிதளவு கீழே இறங்கிவிடும். கம்பி கீழே இறங்கியவுடன் கம்பிக்கு மேல் உள்ள நீர் மீண்டும் உறைந்துவிடும். அழுத்த நிலையினால் பனிக்கட்டி உருகி நீராக மாறி மீண்டும் உறைந்து திட நிலையான பனிக்கட்டியாக மாறும்.

இந்த நிகழ்வு ‘உருகி இணைதல்’ (Refreezing or Regulation) எனப்படும். அழுத்தத்தினால் பனிக்கட்டி உருகி இணைவதால் கம்பி படிப்படியாகப் பனிக்கட்டியினுள் இறங்கும். சுமார் மூன்று மணி நேரமும் கழித்து கம்பி பனிக்கட்டியை அறுத்துக்கொண்டு எடைகளோடு டமால் என்று கீழே விழுந்துவிடும். ஆனால், பனிக்கட்டி இரண்டாக உடைவதில்லை. அழுத்தத்தினால் பனிக்கட்டி நீராக உருகி, மீண்டும் நீர் பனிக்கட்டியாக மாறும். இதற்கு உருகி இணைதல்தான் காரணம்.

பயன்பாடு

உருகி இணைதல் தத்துவம் பனித்தரையின் மீது சறுக்கிச் செல்லும் சாகச விளையாட்டில் பயன்படுகிறது. பனிச்சறுக்கு வீரர்கள் தங்கள் கால்களில் உறுதியான கூர்மையான விளிம்புள்ள (shape edge) காலணிகளை (shoe) அணிந்துகொண்டு விளையாடுவார்கள். வெறுங்கால்களில் பனிச்சறுக்கு செய்ய முடியாது. கூர்மையான விளிம்பு பாதங்களுக்கு இணையாக காலணியின் நடுவில் அமைந்திருக்கும்.

சோதனையில் பயன்படுத்திய பனிக்கட்டியை விளையாட்டுத் திடலில் உள்ள பனித்திரையாகவும், பனிக்கட்டியின் மீது வைக்கப்பட்ட மெல்லிய கம்பியைப் பனிச்சறுக்கு காலணியில் உள்ள கூர்மையான விளிம்பாகவும், எடைதாங்கியில் தொடங்கவிடப்பட்ட எடைகளைப் பனிச்சறுக்கு வீரரின் எடையாகவும் கற்பனை செய்துகொள்கிறீர்களா?

கம்பியில் தொங்கவிடப்பட்டுள்ள எடையினால் ஏற்பட்ட அதிக அழுத்தத்தினால் பனிக்கட்டியை உருகச் செய்து, கம்பி சற்று கீழ் இறங்கியதும் உருகிய நீர் மீண்டும் உறைந்து பனிக்கட்டியை கம்பி அறுத்துக்கொண்டு வெளியே வந்தது அல்லவா? அதைப் போலவே பனிச்சறுக்கு வீரரின் எடை காலணியில் உள்ள கூர்மையான விளிம்பில் செயல்பட்டு அதிக அழுத்தத்தினால் பனித்திரையை உருகச் செய்து, பனித்திரைக்கும் காலணி விளிம்புக்கும் இடையில் நீர்ப்படலம் உருகும். இது உயவுப் பொருளாக உராய்வைக் குறைக்கும். இதனால் பனிச்சறுக்கு வீரர் எளிதாகப் பனித்தரையில் சறுக்கிச் செல்ல முடிகிறது. உருகிய நீர்ப் படலம் உருகி இணைதல் காரணமாக மீண்டும் பனிக்கட்டியாக மாறிவிடும்.

இப்போது புரிந்ததா? பனிச்சறுக்கு சாகச விளையாட்டில் உள்ள அறிவியல்!

கட்டுரையாளர்: இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் கட்டுரையாளர்

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com

FOLLOW US

Sign up to receive our newsletter in your inbox every day!

WRITE A COMMENT
 
x