அடடே அறிவியல்: துணிகளைப் பிழியும் மாய விசை!

வீட்டில் அம்மா துணிகளைத் துவைத்த பிறகு கையால் முறுக்கி நீரைப் பிழிவதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். இதே வேலையைச் செய்யும் துணி துவைக்கும் இயந்திரம் (Washing Machine) நீரை எப்படி பிழிகிறது? அதைப் பற்றித் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனையைச் செய்வோமா?

தேவையான பொருட்கள்

வட்டமான மரப்பட்டைகள், கண்ணாடிக் கோலிக் குண்டுகள், இரும்பு குண்டுகள்.

சோதனை

1. துணிகளில் எம்ராய்டரி டிசைன் போட பயன்படும் வட்டமான பட்டைகளை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள்.

2. வட்ட மரப்பட்டைகளைத் தரையில் வைத்து அதற்கு உள்ளே கோலிக் குண்டுகளை போடுங்கள்.

3. மரப்பட்டையின் கைப்பிடியைப் பிடித்து கோலி குண்டுகள் மரப்பட்டையின் விளிம்பில் உட்புறமாகச் சுற்றி வருமாறு மரப்பட்டையைத் தரையோடு சேர்த்து வட்டமாகச் சுழற்றுங்கள்.

4. மரப்பட்டையின் உட்புறச் சுவரையொட்டி கோலிக் குண்டுகள் சீரான வேகத்தில் சுழலும். அப்போது மரப்பட்டையை லேசாகத் தரையை விட்டுத் தூக்கிவிடுங்கள். இப்போது நடப்பதைக் கவனியுங்கள்!

மரப்பட்டையைத் தரையை விட்டு மேலே தூக்கியவுடன் கோலிக் குண்டுகள் வட்டப் பாதையில் சுழலாமல் வெளிநோக்கி நேர்கோட்டில் செல்வதைப் பார்க்கலாம். இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

ஒரு பொருளின் இருப்பிடம் நேரத்தைப் பொறுத்து மாறினால், அந்தப் பொருள் இயக்கத்தில் உள்ளது எனலாம். இயக்கத்தில் உள்ள பொருட்கள் திசைவேகத்தையும் (velocity) முடுக்கத்தையும் (Momentum) பெற்றிருக்கும். ஒரு பொருள் இயங்க வேண்டுமென்றால், அதன் மீது விசை செயல்பட வேண்டும். நேர்கோட்டு இயக்கம், வளைகோட்டு இயக்கம், வட்ட இயக்கம் என இயக்கத்தில் பலவகை உண்டு. நமது சோதனை வட்ட இயக்கம் பற்றியதாகும்.

சீரான வேகத்தில் ஒரு பொருள் வட்டப் பாதையில் இயங்கினால் அதன் இயக்கமே வட்ட இயக்கம். வட்டப்பாதையில் இயங்கும் ஒரு பொருளின் வேகம் மாறாமல் இருக்கும். ஆனால் அதன் திசைகள் தொடர்ந்து மாறும். இதனால் அப்பொருளின் முடுக்கமும் விசையும் வட்டப்பாதையின் மையத்தை நோக்கியே இருக்கும். வட்டப்பாதையில் ஒரு பொருளை இயங்க வைக்க தேவையான விசையே மையநோக்கு விசையாகும். வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள பொருளின் முடுக்கம் மையநோக்கு முடுக்கமாகும்.

சோதனையில் கோலிக் குண்டுகள் வட்ட மரப்பட்டையை யொட்டி உட்புறமாக வட்டப்பாதையில் இயங்கும். வட்டப்பாதையில் இயங்கும் கோலிக் குண்டுகளின் முடுக்கம் வட்டவடிவ மரப்பட்டையின் மையத்தை நோக்கி இருக்கும். கோலிக் குண்டுகளுக்குத் தேவையான மையநோக்கு விசை கோலி குண்டுகள், தரை, மரப்பட்டை ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ளே உராய்வு விசையால் கொடுக்கப்படுகிறது. வட்ட இயக்கத்தை கொடுக்கிற எந்த ஒரு விசையும் மையநோக்கு விசையாகும். வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள கோலி குண்டுகளின் கணநேரத் திசைவேகம் (Instantaneous Velocity) வட்ட பாதையின் ஆரத்துக்குச் செங்குத்தாக இருக்கும்.

கோலிக் குண்டுகள் மரப்பட்டையை ஒட்டி சீரான வேகத்தில் இயங்கிக்கொண்டிருக்கும்போது மரப்பட்டையை மேலே தூக்கிவிட்டால் கோலிக் குண்டுகளின் மீது செயல்படும் மையநோக்கு விசையும் முடுக்கமும் சுழியாகும். அதாவது கோலி குண்டுகளின் மீது மையநோக்கு விசை செயல்படுவதில்லை. இதனால் கோலி குண்டுகள் வட்டப்பாதையில் இயங்க முடியாமல் வெளிநோக்கி நேர்கோட்டில் பாய்ந்து செல்கின்றன.

கோலிக் குண்டுகள் மரப்பட்டையைத் தூக்கும் நேரத்தில் உள்ள கணநேரத் திசைவேகத்தின் திசையில் பயணிக்கின்றன. வட்டப்பாதையின் ஆரத்துக்குச் செங்குத்தாகத் தொடுகொட்டின் திசையில் கோலிக் குண்டுகள் செல்கின்றன. இதனால்தான் மரப்பட்டையைத் தூக்கியவுடன் வட்டப்பாதையின் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் உள்ள தொடுகோட்டின் திசையில் கோலிக் குண்டுகள் பாய்ந்துசெல்கின்றன.

பயன்பாடு

துணி துவைக்கும் இயந்திரத்தில் செங்குத்து அச்சில் சுழலக்கூடிய உருளை வடிவக் கலன் (Drum) இருக்கும். இக்கலனில் சிறியசிறிய துளைகள் இருக்கும். சுழலும் பாத்திரத்தின் உள்ளே ஈரமான துணிகளைப் போட்டு பாத்திரத்தைச் சுழலவிட்டு நீர் பிழித்தெடுக்கப்படுகிறது.

வட்ட மரப்பட்டையை உருளை வடிவப் பாத்திரமாகவும் கோலிக் குண்டுகளை நீர் மூலக்கூறுகளாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்களேன். கோலிக் குண்டுகள் வட்ட இயக்கத்தில் உள்ளபோது மரப்பட்டையைத் தூக்கியவுடன் கோலிக் குண்டுகளை வட்ட பாதையில் இயங்கச் செய்ய தேவையான மையநோக்கு விசை இல்லாததால் கோலி குண்டுகள் வெளிநோக்கி பாய்ந்து செல்கின்றன அல்லவா?

அதைப் போலத்தான் துணி துவைக்கும் இயந்திரம் வேகமாகச் சுழலும்போது துணியிலுள்ள நீர் மீது செயல்படும் விசை துணியுடன் சேர்ந்து நீரை வட்டப் பாதையில் சுழலச் செய்யப் போதுமானதாக இல்லை. தேவையான மையநோக்கு விசை இல்லாததால் துணியிலிருந்து நீர் விரைவாக வெளியேறிவிடுகிறது. இதனால் துணியில் உள்ள ஈரம் விரைவாகச் குறையும். துணிகளும் மிக விரைவில் காய்ந்துவிடும்.

படங்கள்: அ.சுப்பையா பாண்டியன்

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