அட்டகாசமான அறிவியல் 3: திமிங்கலமும் நீர்மூழ்கியும்

ராணுவ விஞ்ஞானி வி.டில்லிபாபு

பல அறிவியல் சுவாரசியங்கள் நீர்மூழ்கிக் கப்பலில் உள்ளன. நீர்மூழ்கி நீரில் முன்னோ அல்லது பின்னோ சரியாமல் எப்படி கிடைமட்டத்தில் பயணிக்கிறது? அது சுமக்கும் எடை சமமாக எல்லா நேரங்களிலும் அமையுமா? கடற்படை வீரர்கள் நீர்மூழ்கியின் ஒரு பகுதியில் குவிந்தால் நீர்மூழ்கி சரியாதா? நீர்மூழ்கியின் இரண்டு சுவர்களுக்கு இடைப்பட்ட பகுதியில் நீரை நிரப்பினால் எடை அதிகரித்து கடலில் மூழ்கும் என்று பார்த்தோம். நீரால் நிரப்பப்படும் நிலைத்தொட்டிகள் முன்னும் பின்னுமாக இரண்டு இடங்களில் இருக்கும். பின்னால் இருக்கும் தொட்டியை விட, முன்னால் இருக்கும் தொட்டியில் நீரின் அளவைக் குறைத்தால், மூழ்கியின் எடை முன்பக்கத்தில் குறையும். இதனால் நீர்மூழ்கியின் முன்பகுதி உயர்ந்தும் பின்பகுதி தாழ்ந்தும் இருக்கும். இப்படி இரண்டு தொட்டிகளில் வெவ்வேறு அளவுகளில் நீரை நிரப்புவதாலோ வெளியேற்றுவதாலோ மூழ்கியின் சரிவை கட்டுப்படுத்தலாம்.

1. ஏன் இரட்டைச் சுவர்?

நீர்மூழ்கியில் ஏன் இரட்டை சுவர்? உங்கள் அறிவியல் வகுப்பில் இந்த பாட்டில் சோதனையைச் செய்திருப்பீர்கள். ஓரு பிளாஸ்டிக் பாட்டிலில் வெவ்வேறு உயரங்களில் துளைகளிட்டு நீர் எப்படி வெளியேறுகிறது என சோதித்திருப்பீர்கள். ஆழம் அதிகரிக்க அழுத்தம் அதிகரிக்கும் என மனதில் பதிந்திருக்கும். சரி இதற்கும் நீர்மூழ்கிக்கும் என்ன சம்பந்தம் என்பதைப் பார்ப்போம்.

2. என்ன சம்பந்தம்?

கடல்மட்டத்தில் உள்ள காற்றழுத்தத்தின் அளவு ஒரு பார் (1 bar). கடலுக்குள் கீழே 10 மீட்டர் ஆழத்தில் நீரின் அழுத்தம் ஏறக்குறைய 2 பார். இப்படி ஒவ்வொரு 10 மீட்டருக்கும் ஏறக்குறைய 1 பார் அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது. நீர்மூழ்கி 300 மீட்டர் ஆழத்தில் பயணிக்கும் போது, அதன் மீது செலுத்தப்படும் நீரின் அழுத்தம் 30 பார்.

3. கொல்லும் ஆக்சிஜன்

அதிக அழுத்தத்தில் உயிர்க்காற்றான ஆக்சிஜன் உயிர் கொல்லியாக மாறிவிடும். ஆம்! அதிக அழுத்தத்தில் ஆக்சிஜனை சுவாசித்தால் நரம்பு மண்டலம் பாதிக்கப்பட்டு மரணம் சம்பவிக்கும். இதனால் கடற்படை வீரர்களைக் காப்பாற்ற நீர்மூழ்கியில் 1 பார் காற்றழுத்தத்தைப் பராமரிக்க வேண்டும். சற்று யோசித்துப் பாருங்கள். வெளியே 30 பார் நீர் அழுத்தம். உள்ளே 1 பார் காற்றழுத்தம்.

4. உள்ளே வெளியே

வகுப்பறையின் கதவை வெளியிலிருந்து 30 மாணவர்கள் தள்ளினால், உள்ளேயிருந்து ஒரு மாணவனால் கதவைத் திறக்க விடாமல் தடுக்க முடியுமா? முடியாது. அதைப்போல வெளியிலிருந்து செயல்படும் நீரின் அழுத்தத்தை உள்ளிருக்கும் ஒரு பார் அழுத்தம் சமன் செய்ய இயலாது. எனவே, நீரின் அழுத்தத்தைத் தாங்க உறுதியான தேனிரும்பு தகடுகளால் நீர்மூழ்கி உருவாக்கப்பட்டிருக்கும். அதிக அழுத்தத்தை தாங்க உருளை வடிவத்தில் நீர்மூழ்கி வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். நீரில் பயணிக்கும் போது, உருளை வடிவம் அதிக எதிர் விசையைக் உருவாக்கும். இதை நீரியங்கு எதிர் விசை (Hydrodynamic Drag) என்பார்கள். தனியாக ஓடுவதை விட விரித்த குடையோடு ஓடும் போது நாம் உணரும் காற்றின் எதிர்விசையைப் போலதான் இந்த எதிர்விசையும்.

5. திமிங்கலமும் நீர்மூழ்கியும்

திமிங்கலங்களின் உடலமைப்பு நீரியங்கு எதிர்விசையைக் குறைக்கும். அதைப்போல வடிவமைப்பு இருந்தால் நீர்மூழ்கியின் எதிர்விசையைக் குறைக்கலாம். எனவே, நீர்மூழ்கி கப்பலுக்கு எதிர் விசையைக் குறைக்க இன்னொரு மேல் சுவரும் தேவை. ஆக உட்சுவர் அழுத்தத்தைத் தாங்கவும், வெளிச்சுவர் நீரின் எதிர்விசையை குறைக்கவும் அமைக்கப்படுகிறது. அதனால்தான் நீர்மூழ்கிக்கு இரண்டு சுவர்கள். கடற்படை வீரர்கள் நீர்மூழ்கியின் உள் உருளையில் இருப்பார்கள். நீர்மூழ்கிக்கு நேரெதிர் பிரச்சினை விமானத்தில். என்ன அது?

(தொடரும்)

கட்டுரையாளர், போர்விமானங்களைப் பற்றி முதல் தமிழ் நூலான ‘போர்ப்பறவைகள்’ உள்ளிட்ட புத்தகங்களை எழுதியவர்.