அடடே அறிவியல்: ஓடும் பேருந்தில் இருந்து இறங்கலாமா?

பள்ளிக்குப் பேருந்தில் செல்வீர்களா? பேருந்து பள்ளி அருகே வரும்போது பேருந்து நிற்பதற்கு முன்பே அவசரமாகக் கீழே இறங்கும் மாணவர்கள் சிலர் உண்டு. அப்படிக் கீழே இறங்கும்போது விழுந்து உடலில் காயம் ஏற்படுவதையும் பார்த்திருப்பீர்கள். ஓடும் பேருந்திலிருந்து இறங்கும்போது ஏன் விழுகிறோம்? அதை ஒரு குட்டிச் சோதனை செய்து தெரிந்துகொள்வோமா?

தேவையான பொருட்கள்:

இரண்டு முட்டைகள், வழவழப்பான தட்டு, மேசை.

சோதனை

1. இரண்டு முட்டைகளை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். அவற்றில் ஒன்றை கொதிக்கும் நீரில் போட்டு அவித்துவிடுங்கள்.

2. அவித்த முட்டையின் ஓட்டைப் பிரிக்காமல் அதைத் தட்டில் வைத்துக் கையால் சுழற்றிவிடுங்கள்.

3. சுழன்றுகொண்டிருக்கும் முட்டையை விரலால் தொட்டு நிறுத்துங்கள். உடனே விரலை முட்டையிலிருந்து எடுத்துவிடுங்கள். இப்போது என்ன நிகழ்கிறது என்று பாருங்களேன். முட்டையைத் தொட்டவுடன் முட்டை சுழலாமல் நிற்பதைப் பார்க்கலாம்.

4. இப்போது அவிக்காத பச்சை முட்டையை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். அதை மேசையின் மீது வைத்துச் சுழற்றிவிடுங்கள். சுழன்று கொண்டிருக்கும் முட்டையைத் தொட்டு நிறுத்தி, உடனே கையை எடுத்துவிடுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கும்? விரலை எடுத்த பிறகும் முட்டை தொடர்ந்து சுழன்று கொண்டிருக்கும்.

அவித்த முட்டையைத் தொட்டவுடன் நின்றுவிட்டது. பச்சை முட்டை ஏன் நிற்கவில்லை? இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

ஒரு பொருளின் நிலையை மாற்றும் வகையில் அதன்மீது செலுத்தப்படும் தள்ளுதல் அல்லது இழுத்தலே விசையாகும். ஒரு பொருள் தன்னைத் தானே மாற்றிக்கொள்ள இயலாத தன்மையை நிலைமம் என்று சொல்வார்கள். பொருளின் வேகத்தைக் கூட்டவும் குறைக்கவும் புறவிசை எப்போதும் தேவை. ஓய்வு நிலையில் இருக்கும் ஒரு பொருளை இயக்க நிலைக்குக் கொண்டுவரவும், இயக்க நிலையில் உள்ள பொருளை ஓய்வு நிலைக்குக் கொண்டுவரவும், இயக்க நிலையில் உள்ள பொருளின் திசையை மாற்றவும் இந்தப் புறவிசை தேவை.

ஒரு பொருள் தொடர்ந்து ஓய்வு நிலையில் இருந்தால் அது ஓய்வு நிலைமம் ஆகும். ஓடிக்கொண்டிருக்கும் ஒரு பொருள், புறவிசை ஒன்று தாக்கும்வரை ஓடிக்கொண்டேதான் இருக்கும். நின்றுகொண்டிருக்கும் பொருளும் நின்றுகொண்டேதான் இருக்கும். இதுவே நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதி. இதுவே நிலைம விதியாகும்.

அவித்த முட்டையில் மஞ்சள் கருவும் வெள்ளைக் கருவும் திட நிலையில் இருக்குமல்லவா? ஓடுடன் கூடிய திட நிலையில் உள்ள அவித்த முட்டையைச் சுழற்றும்போது உள்ளே உள்ள மஞ்சள், வெள்ளை கருவும் ஒன்றாகச் சுழலும். அவித்த முட்டையை விரலால் தொட்டு நிறுத்தியவுடன், முட்டை உடனடியாக ஓய்வு நிலைக்குப் போய்விடுகிறது. முட்டையை விரலால் தொடுவது என்பது ஒரு புறவிசை.

அவிக்காத பச்சை முட்டைக்குள் மஞ்சள் கருவும் வெள்ளை கருவும் திரவ நிலையில் இருக்கும் இல்லையா? சுழன்றுகொண்டிருக்கும் பச்சை முட்டையைத் தொட்ட பிறகும்கூடச் சுழன்றதல்லவா? இதற்கு என்ன காரணம்? முட்டைக்குள் இருக்கும் திரவம் தொடர்ந்து சுழன்று கொண்டிருப்பதால்தான், விரலை எடுத்த பின்னரும்கூட சுழல்கிறது.

நாம் கொடுக்கும் புறவிசையானது முட்டை ஓடு மீதுதான் செயல்படுகிறது. உள்ளிருக்கும் திரவம் நியூட்டனின் நிலைம விதிப்படி தொடர்ந்து சுழல்வதால் முட்டையும் சேர்ந்தே சுழலுகிறது. விரலால் தொட்டு நிறுத்தியவுடன் அவித்த முட்டை சுழலாமல் இருப்பதற்கும் பச்சைமுட்டை தொடர்ந்து சுழலுவதற்கும் நியூட்டனின் நிலைம விதிதான் காரணம்.

பயன்பாடு

ஓடும் பேருந்தில் ஏறவோ, இறங்கவோ கூடாது என்று எழுதியிருப்பதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். ஓடும் பேருந்திலிருந்து இறங்கினால் என்ன நடக்கும்? ‘தடால்’ என்று கீழே விழுந்து கை, கால் உடைவதற்கும் வாய்ப்பு உண்டு.

இப்போது சுழலும் முட்டையை ஓடும் பேருந்தாகவும், அதைத் தொட்டு நிறுத்துவதைப் பேருந்தை விட்டு இறங்குவதாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். ஓடும் பேருந்தில் இருந்து இறங்கும் தருணத்தில் பேருந்தின் திசை வேகத்திலேயே நீங்களும் பயணித்துக் கொண்டிருப்பீர்கள். உங்கள் கால் தரையைத் தொட்டவுடன் உடலின் கீழ் பகுதி சட்டென ஓய்வு நிலைக்கு வந்துவிடுகிறது. ஆனால், உடலின் மேல் பகுதி தொடர்ந்து பேருந்தின் வேகத்திலேயேதான் சென்றுகொண்டிருக்கும்.

சுழன்றுகொண்டிருக்கும் பச்சை முட்டையைத் தொட்டு நிறுத்தினாலும் உள்ளிருக்கும் திரவம் தொடர்ந்து அதே வேகத்தில் சுழன்றது அல்லவா? அதைபோலவே ஓடும் பேருந்தில் இருந்து இறங்கியவுடன் உடலின் மேல்பகுதி தொடர்ந்து பேருந்தின் வேகத்தில் செல்கிறது. உடலின் கீழ்பகுதி அதற்கு நேரெதிராக ஓய்வு நிலைக்குச் சட்டென வந்துவிடுவதால் நிலைகுலைந்து கீழே விழுகிறோம். இப்போது சொல்லுங்கள், ஓடும் பேருந்தில் இருந்து இறங்கலாமா?

படங்கள்: அ.சுப்பையா பாண்டியன்
தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com