அறிவியல் மேஜிக்: மதகுகள் எப்படி வேலை செய்கின்றன?

மிது கார்த்தி 

அணைகளுக்குப் போயிருக்கிறீர்களா? அங்கே தண்ணீர் திறக்கப் பயன்படும் மதகுகள் வெவ்வேறு உயரங்களில் அமைக்கப்பட்டிருப்பதைக் கவனித்திருக்கிறீர்களா? மதகுகளை வெவ்வேறு உயரத்தில் அமைக்க என்ன காரணம்? அதைத் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனை செய்வோமா?

என்னென்ன தேவை?

2 லிட்டர் பிளாஸ்டிக் பாட்டில்
ஆணி
மெழுகுவர்த்தி
தீப்பெட்டி
தண்ணீர்
வலுவான பசை டேப்

எப்படிச் செய்வது?

# மெழுகுவர்த்தியை ஏற்றி, ஆணியின் முனையைச் சூடேற்றிக் கொள்ளுங்கள்.
# பிளாஸ்டிக் பாட்டிலின் அடிப் பாகத்திலிருந்து 5 செ.மீ.க்கு மேல் சீரான இடைவெளியில் மூன்று துளைகளை ஆணியின் மூலம் இடுங்கள்.
# அந்த மூன்று துளைகளையும் வலுவான பசை டேப்புகளைக் கொண்டு அடைத்துவிடுங்கள்.
# பிளாஸ்டிக் பாட்டிலில் தண்ணீரை நிரப்புங்கள்.
# தரையில் பிளாஸ்டிக் பாட்டிலை வைத்துவிட்டு, ஒட்டிய பசை டேப்புகளை நீக்கிவிடுங்கள்.
# இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று கவனியுங்கள். மூன்று துளைகளிலிருந்தும் தண்ணீர் வெளியேறுவதைப் பார்க்கலாம். 
# அடிப்பாகத்தில் உள்ள துளையிலிருந்து தண்ணீர் வேகமாகவும் தூரமாகவும் சென்று விழுகிறதா? மேலே உள்ள துளையில் தண்ணீர் குறைவாகவும் பாட்டிலுக்கு அருகேயும் விழுகிறதா? இதற்கு என்ன காரணம்?

காரணம்

ஒரு பொருள் மீது செயல்படும் விசைக்கும் பரப்புக்கும் இடையே உள்ள விகிதமே அழுத்தம். திரவத்தில் ஒரு புள்ளியில் செயல்படும் அழுத்தம், அந்தப் புள்ளியிலிருந்து திரவ மட்டத்தின் உயரத்தையும் திரவத்தின் அடர்த்தியையும் பொறுத்தே அமையும். அதன் அடிப்படையில் பாட்டிலின் மேற்பரப்பில் தண்ணீரின் அழுத்தம் குறைவாக இருக்கிறது. பாட்டிலின் கீழ்ப் புறத்தில் தண்ணீரின் எடை அதிகமாக இருக்கிறது. எனவே கீழே உள்ள துளையில் தண்ணீர் வேகமாகவும் தூரமாகவும் போய் விழுகிறது. பாட்டிலின் மேல் பகுதியில் அழுத்தம் குறைவாக இருப்பதால், தண்ணீர் வேகம் இன்றி பாட்டிலை ஒட்டியே விழுகிறது.

பயன்பாடு

அணைக்கட்டுகளில் தண்ணீர் திறந்துவிடப் பயன்படும் மதகுகள் வெவ்வேறு உயரங்களில் அமைக்கப்பட இதுவே காரணம். அழுத்தங்களின் அடிப்படையில்தான் அணைக்கட்டின் மதகுகளிலிருந்து வெளியேறும் தண்ணீரின் அளவும் வேகமும் மாறுகிறது.