அடடே அறிவியல்: வலிக்காமல் பந்தைப் பிடிக்க வழி!

கிரிக்கெட் விளையாட்டில் பந்தை மட்டையால் வேகமாக விளாசும்போது அந்தப் பந்தைப் பிடித்திருக்கிறீர்களா? பந்தைப் பிடிக்கும்போது கை வலிக்கும் அல்லவா? பந்தைப் பிடிக்கும்போது வலிக்காமல் இருக்க ஒரு வழி இருக்கிறது. அதைத் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனையைச் செய்வோமா?

தேவையான பொருட்கள்

ஒரு போர்வை, முட்டைகள்.

சோதனை

1 ஒரு முட்டையை மேலிருந்து தரையில் போடுங்கள். என்ன ஆகும்? முட்டை உடைந்து போகும் இல்லையா?

2 இரண்டு நண்பர்களை ஒரு போர்வையை விரித்துக் கைகளால் பிடித்துக் கொள்ளச்சொல்லுங்கள்.

3 இப்போது அந்தப் போர்வையில் ஒரு முட்டையைத் தூக்கிப்போடுங்கள். முட்டை என்ன ஆகும் என்பதைப் பாருங்கள்.

போர்வையில் விழுந்த முட்டை உடையாமல் இருப்பதைப் பார்க்கலாம். முட்டை தரையில் விழும்போது உடைவதற்கும் போர்வையில் போடும்போது உடையாமல் இருக்கவும் காரணம் என்ன?

நடப்பது என்ன?

ஒரு பொருள் மீது ஒரு விசை செயல்படும்போது அப்பொருள் முடுக்கம் பெற்று இயங்குகிறது. இந்த விசை பொருள்கள் ஒன்றையொன்று தொடும் மோதலால் செயல்படுத்தப்படுகிறது. கிரிக்கெட் மட்டையால் பந்தை அடிப்பது, இந்த வகை விசைக்கு எடுத்துக்காட்டு. ஒரு பொருளின் மீது உருவாகும் இயக்கம் கொடுக்கக்கூடிய விசையையும் நிறையையும் மட்டும் பொறுத்தது இல்லை. பொருள்களின் தொடு நேரத்தையும் (contact time) பொறுத்தது.

ஒரு பொருள் மீது செயல்படும் விசை (Force), விசை செயல்படும் தொடு நேரம் ஆகிய இரண்டின் பெருக்கற்பலன் கணத்தாக்கு (Impulse) எனப்படும். கணத்தாக்கில் செயல்படும் விசை பொதுவாகத் தொடர்ந்து செயல்படும் விசை இல்லை. கணத்தாக்கு நேரத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும். இது விசை சுழியில் தொடங்கி அதிகரிக்கிறது. அதே நேரம் பொருளின் வடிவம் மாறி மீண்டும் பழைய நிலையை அடைகிறது.

கணத்தாக்கின் மதிப்பைக் கண்டுபிடிப்பது கடினம். இருந்தாலும் கணத்தாக்கின் மதிப்பை உந்த மாறுபாட்டின் (Change in Momentum) அளவைக் கொண்டு கணக்கிடலாம். இப்போது சோதனைக்கு வருவோம். முட்டையைத் தரையில் போட்டதும் ஏன் உடைகிறது? முட்டை தரையில் மோதும்போது விசையின் அளவு அதிகமாகவும் மோதும் நேரம் குறைவாகவும் இருக்கும். அதிக விசையைத் தாங்குமளவுக்கு முட்டையின் ஓடு பலமாக இல்லாததால் முட்டை உடைந்துவிடுகிறது.

முட்டையைப் போர்வையின் மீது எறியும்போது முட்டை உடைவதில்லை. முட்டையின் இறுதி உந்தம் சுழியாகும். போர்வை நெகிழும் தன்மை கொண்டதாக இருப்பதால், மோதல் நேரம் அதிகமாக இருக்கிறது. எனவே விசையின் அளவு குறைந்துவிடுகிறது. விசையின் அளவு குறைவதால், அது முட்டை மீது ஏற்படுத்தும் பாதிப்பும் குறைகிறது.

தரையிலும் போர்வையிலும் முட்டை மோதும் நிகழ்வுகளில் உந்த மாறுபாடு ஒரே அளவாக இருப்பதால் கணத்தாக்கும் மாறாமல் இருக்கிறது. ஆனால், மோதும் கால அளவுகள் மாறுபடுவதால் விசையின் அளவும் மாறுபடுகிறது. விசையின் அளவு தரையில் முட்டையைப் போடும்போது அதிகமாக இருப்பதால் உடைகிறது. போர்வையில் போடும்போது உடையாமல் பாதுகாப்பாக இருக்கிறது.

பயன்பாடு

பெரும்பாலான நிகழ்வுகளில் உந்த மாறுபாடு என்பது திசைவேகத்தில் ஏற்படும் மாற்றமே. ஏனெனில் பொருளின் நிறை மாறாமல் இருக்கும். உந்த மாறுபாட்டை ஒரு பொருளின் வேகம் அதிகரிப்பதையோ அல்லது வேகம் குறைவதையோ அல்லது இயக்கத்தின் திசை மாறுவதையோ வைத்து உணரலாம். உந்த மாறுபாடு விசையையும் மோதும் நேரத்தையும் பெருக்கி வரும் தொகைக்குச் சமம்.

கிரிக்கெட் பந்தைப் பிடிப்பதில் அந்தக் கருத்து செயல்படுவது எப்படி? கிரிக்கெட் பந்தை ஒருவர் அடிக்கும்போது கைகளை விறைப்பாக நீட்டி விறைப்பாக வைத்துப் பிடித்தால் பந்து கையைப் பதம் பார்த்துவிடும். ஆனால், வேகமாக வரும் பந்தை, பந்து வரும் திசையிலேயே கைகளை நகர்த்திப் பிடித்தால் எளிமையாகவும் இருக்கும். கையும் வலிக்காது.

முட்டையைக் கிரிக்கெட் பந்தாகவும், தரையையும் போர்வையையும் கைகைளாகவும் கற்பனை செய்து கொள்கிறீர்களா? முட்டையைத் தரையில் தூக்கி போடும்போது மோதலின் கால அளவு குறைவாகவும் விசை அளவு அதிகமாகவும் இருப்பதால் முட்டை உடைந்தது அல்லவா? அதைப் போன்றுதான் கைகளை விறைப்பாக வைத்துக் கொண்டு பந்தைப் பிடித்தால் அதிக விசை கை மீது தாக்கி வலியை ஏற்படுத்துகிறது.

முட்டையைப் போர்வையில் தூக்கி போடும்போது மோதும் நேரம் அதிகமாகவும் விசை குறைவாகவும் இருப்பதால் கை வலிக்காமல் எளிதாகப் பந்தைப் பிடிக்க முடிகிறது. கணத்தாக்கு என்பது உந்த மாறுபாட்டுக்குச் சமம். கைகளை விறைப்பாகவும், கைகளை நகர்த்தியும் பந்தைப் பிடிக்கும் நிகழ்வுகளில் உந்த மாறுபாடு ஒரே அளவாக இருக்கும். ஆனால், மோதல் நேரம் மாறுபடுவதால் விளைவும் மாறுபடுகிறது. பாய்ந்து வரும் கிரிக்கெட் பந்தைக் கைகளை நகர்த்தி வாங்கிப் பிடித்தால் கை வலிக்காமல் இருக்கும்.

பந்தைப் பிடிப்பதில் உள்ள அறிவியலைப் புரிந்துகொண்டீர்களா? இனி கிரிக்கெட் விளையாடும்போது இந்த அறிவியலும் நினைவுக்கு வரும் இல்லையா?

படங்கள்: அ.சுப்பையா பாண்டியன்

கட்டுரையாளர்: இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர். | தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com