நீரில் நடனமாடும் திராட்சைகள்

ஒரு சிறிய குண்டு இரும்பைத் தண்ணீர் உள்ள வாளியில் போட்டால் மூழ்கிவிடுகிறது அல்லவா? ஆனால், முழுவதும் இரும்பால் செய்யப்பட்ட கப்பல் தண்ணீரில் எப்படி மிதக்கிறது? ஒரு சிறிய சோதனை செய்தால், விடை தெரிந்துவிடப் போகிறது.

தேவையான பொருள்கள்:

கண்ணாடி டம்ளர், திராட்சைப் பழங்கள், சோடா.

சோதனை:

1. சோடா பாட்டிலைத் திறந்து கார்பன் டை-ஆக்ஸைடு வாயு குபுகுபு என்று வெளியே வந்துகொண்டிருக்கும்போதே ஓர் உயரமான கண்ணாடி டம்ளரில் சோடாவை ஊற்றுங்கள்.

2. டம்ளரில் உள்ள சோடாவில் இரண்டு அல்லது மூன்று திராட்சைப் பழங்களைப் போடுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள்?

நடப்பது என்ன?

முதலில் சோடா நீரில் திராட்சைகளைப் போட்டவுடன் கண்ணாடி டம்ளரின் அடியில் மூழ்கிவிடும். சிறிது நேரத்தில் திராட்சைப் பழங்கள் மெதுவாக சோடா நீரின் மேல் மட்டத்துக்கு வரும். மேல் மட்டத்துக்கு வந்த திராட்சைப் பழங்கள் சுழலும்.

பின்னர் சிறிது கீழே செல்லும்; மீண்டும் மேலே வந்து நடனமாடுவதைப் பார்த்து ரசிக்கலாம். மேலே வந்து நடனமாடிய திராட்சைப் பழங்கள் மீண்டும் டம்ளரின் அடிப்பாகத்துக்குச் சென்றுவிடும். திராட்சைகள் மேலும் கீழும் சென்றும், சுழன்றும் ஆடிக்கொண்டே இருக்கும். இதை திராட்சைகளின் ராக் அண்ட் ரோல் நடனம் என்றுகூட விளையாட்டாக சொல்லலாம்.

திராட்சைப் பழங்கள் எப்படி மாறி மாறி மூழ்கவும் மிதக்கவும் செய்கின்றன? சோடா பாட்டிலைத் திறந்தவுடன் ‘புஸ்…’ என்ற ஓசையுடன் கார்பன் டை-ஆக்ஸைடு வாயு வேகமாக வெளியே வருகிறது அல்லவா? கார்பன் டை-ஆக்ஸைடு வாயு அதிக அழுத்தத்தில் கலந்த நீர்தான் சோடா.

சோடா நீரில் போடப்பட்ட திராட்சைகள் டம்ளரின் அடிப்பாகத்தை அடைந்ததும் அவற்றின் மீது கார்பன் டை-ஆக்ஸைடு வாயுக் குமிழ்கள் ஒட்டிக்கொள்கின்றன. இதனால் திராட்சைப் பழங்களின் நிகர அடர்த்தி குறைந்து அவற்றின் மீது செயல்படும் மேல் நோக்கிய விசை அதிகமாவதால் சோடா நீரின் மேல் மட்டத்துக்கு வருகின்றன.

மேலே வந்ததும் கார்பன் டை-ஆக்ஸைடு குமிழ்கள் வெளிக்காற்றின் மீது பட்டவுடன் உடைந்துவிடுகின்றன. அப்போது சோடா நீரைவிடப் பழங்களின் அடர்த்தி அதிகமாவதால் மீண்டும் மூழ்குகின்றன. ஒரு பொருளின் அடர்த்தி திரவத்தின் அடர்த்தியைவிட அதிகமானால் அப்பொருள் மூழ்கும்.

பொருளின் அடர்த்தி திரவத்தின் அடர்த்தியைவிடக் குறைவாக இருந்தால் அப்பொருள் மிதக்கும். இதுவே ஆர்கிமிடிஸ் விதி என்று நீங்கள் படித்திருப்பீர்கள் இல்லையா?

திராட்சைப் பழங்கள் மூழ்குவதும் மிதப்பதும் சுழல்வதும் தொடர்ந்து நடைபெறுவதால் அவை நடனமாடுவதைப் போல் தோன்றும். டம்ளரின் அடிப்பாகத்தில் பழங்கள் மீது குமிழ்கள் ஒட்டிக்கொள்வதும் மேல் மட்டத்தில் குமிழ்கள் உடைவதாலும் பழங்களின் அடர்த்தி மாறுவதுமே அவை நடனமாடுவதற்கு முக்கியக் காரணம். அடர்த்தி மாறுபாடு ஆர்கிமிடிஸ் விதிப்படி செயல்படுகிறது.

பயன்பாடு:

கடல் நீரில் ஒரு சிறிய இரும்புக் குண்டு மூழ்குகிறது. அதே இரும்பால் செய்த அதிக எடை கொண்ட கப்பல் மிதக்கிறது. இரும்புக் குண்டின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியைவிட அதிகம். ஆனால் கப்பலின் வடிவம், அதில் அடைபட்டுள்ள காற்று ஆகியவற்றால் கப்பலின் நிகர அடர்த்தி கடல் நீரின் அடர்த்தியைவிடக் குறைவு.

அதனால்தான் கப்பல் மிதக்கிறது. திராட்சைப் பழங்கள் மிதப்பதற்கு மட்டுமல்ல கப்பல் மிதப்பதற்கும் ஆர்கிமிடிஸ் விதிதான் காரணம் எனப் புரிகிறதா?