அடடே அறிவியல்: கார் சீட் பெல்ட்டும் உடையாத முட்டையும்!

நீங்கள் காரில் பயணம் செய்திருக்கிறீர்களா? காரில் ஏறியவுடனே, கார் ஓட்டுநர் சீட் பெல்ட் அணிய சொல்வதை கேட்டிருப்பீர்கள். காரில் போகும்போது சீட் பெல்ட் அணியக் காரணம் என்ன? இதைத் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனை செய்து பார்த்துவிடுவோமா?

தேவையான பொருட்கள்

கண்ணாடி பாட்டில், தட்டு, அட்டையால் செய்யப்பட்ட குழாய், முட்டைகள்.

சோதனை

1. ஒரு கண்ணாடி பாட்டிலில் முக்கால் பாகம் தண்ணீரை ஊற்றிக்கொள்ளுங்கள்.

2. கண்ணாடி பாட்டிலுக்கு மேலே தட்டு (விளிம்பு மடங்கியது) ஒன்றை வையுங்கள்.

3. தட்டின் நடுவிலும் கண்ணாடி பாட்டிலுக்கு நடுவே இருக்குமாறு உருளை வடிவ அட்டையால் செய்யப்பட்ட குழாயைச் செங்குத்தாக வைத்துக்கொள்ளுங்கள்.

4. அந்த அட்டைக் குழாயின் உச்சியில் மிகக் கவனமாக ஒரு முட்டையைக் கிடைமட்டமாக வையுங்கள். இப்போது பாட்டில், முட்டை, குழாய் ஆகியவற்றைத் தொடாமல், பாட்டிலில் உள்ள தண்ணீரில் முட்டையை விழச் செய்வோமா? இப்படி ஒரு சவாலை உங்கள் நண்பர்களிடம் கூறுங்கள். தட்டில் மட்டும் உங்கள் கை படலாம் என்று வேண்டுமானாலும் கூறுங்கள்.

5. சரி, இப்போது பரிசோதனைக்கு வருவோம். வலது கையை தட்டுக்குக் கிடைமட்டமாக வைத்து வேகமாகத் தட்டை மட்டும் தட்டி விடுங்கள். மற்றவை தானே நடக்கும். தட்டை தட்டியவுடன் தட்டும் அட்டையும் கண்ணாடிப் பாட்டிலை விட்டு கொஞ்சம் தள்ளிப் போய் விழும். முட்டை இருந்த இடத்திலிருந்து செங்குத்தாக பாட்டில் உள்ள தண்ணீரில் விழுவதைப் பார்க்கலாம். எப்படி இந்த மேஜிக் நடந்தது? முட்டை மட்டும் ஏன் தண்ணீரில் விழுந்தது?

நடந்தது என்ன?

ஒரு பொருளை கையால் இழுப்பதையோ தள்ளுவதையோ அப்பொருள் மேல் ஒரு விசை செயல்படுகிறது என்று சொல்லலாம். தள்ளுதல் அல்லது இழுத்தல் என்பது ஒரு விசையே. இயக்கம் பற்றிய விதிகளைக் கண்டுபிடித்தவர் சர் ஐசக் நியூட்டன். இயக்கத்தில் உள்ள பொருள் இயங்கிக்கொண்டே இருக்க விரும்புகிறது என்றும் ஓய்வு நிலையில் உள்ள பொருள் ஓய்வு நிலையிலேயே தொடர்ந்து இருக்க விரும்புகிறது என்றும் நியூட்டன் சொன்னார்.

புறவிசை ஒன்று தாக்கும்வரை இயங்கிக்கொண்டிருக்கும் பொருளானது, இயங்கிக்கொண்டே இருக்கும். ஓய்வு நிலையில் உள்ள பொருள் ஓய்வு நிலையிலேயே தொடர்ந்து இருக்கும். இதுவே நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதி. இது ‘நிலைம விதி’ என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. சோதனையில் அட்டைக்குழாய் மீது இருக்கும் முட்டை, ஓய்வு நிலையிலே இருக்கிறது. அது இயங்க விரும்பவில்லை.

ஆனால் அட்டையைக் கையால் வேகமாகத் தட்டியவுடன் தட்டின் விளிம்பு சற்று மேல் நோக்கி வளைந்திருப்பதால் அட்டைக் குழாயை தட்டு தள்ளிவிடுகிறது. இதனால் குழாயும் தட்டும் பாட்டிலைவிட்டுத் தள்ளி விழுகின்றன. அதாவது முட்டையைத் தாங்கிக்கொண்டிருக்கும் அட்டையும் தட்டும் வெளியே போய் விழுகின்றன. இப்போது முட்டை மீது புவிஈர்ப்பு விசை செயல்பட்டு, அதைக் கீழே விழச் செய்கிறது. ஓய்வு நிலையில் இருந்த முட்டை மீது செயல்படும் விசை, புவிஈர்ப்பு விசையே ஆகும். புவிஈர்ப்பு விசையால் கீழ் நோக்கி நகரத் தொடங்கிய முட்டை, தொடர்ந்து இயங்கிக்கொண்டிருக்க விரும்புகிறது. ஆனால், பாட்டிலில் உள்ள தண்ணீர் முட்டையின் இயக்கத்தைத் தடுக்கிறது. இதனால், முட்டை உடையாமல் காக்கப்படுகிறது. முட்டை ‘களக்’என்ற ஒலியுடன் தண்ணீரில் விழும்போது, பாட்டிலுக்கு வெளியே நீர் சிதறும்போது நீங்கள் மகிழ்ச்சியில் துள்ளிக் குதிப்பீர்கள்.

ஒரு புறவிசை தாக்கும்வரை ஓடும் பொருள் ஓடிக்கொண்டே இருக்கும். நிற்கும் பொருள் நின்றுகொண்டே இருக்கும். ஒரு பொருள் தன்னைத் தானே மாற்றிக்கொள்ள இயலாத தன்மையை நிலைமம் என்கிறோம். நியூட்டனின் ‘நிலைம விதி’தான் முட்டை தண்ணீருக்குள் விழ காரணம் ஆகும்.

சோதனையைத் தொடர்க

6. மூன்று கண்ணாடி பாட்டில்களில் தண்ணீர் ஊற்றுங்கள். அவற்றின் மேல் ஓரே ஒரு பெரிய தட்டை வையுங்கள். அதில் மூன்று அட்டைக் குழாய்களை வைத்து, அவற்றின் மேல் மூன்று முட்டைகளை வையுங்கள். பெரிய தட்டை கிடைமட்டமாகத் தட்டி என்ன நடக்கிறது என்பதைப் பாருங்கள். மூன்று முட்டைகளும் சரியாக பாட்டில்களில் உள்ள தண்ணீரில் விழும் அதிசயத்தைப் பார்க்கலாம்.

பயன்பாடு

ஒருவர் காரின் இருக்கையில் அமர்ந்து பயணம் செய்யும்போது, கார் செல்லும் அதே வேகத்தில் அவரும் இயங்கிக்கொண்டிருப்பார். திடீரென்று ஒட்டுநர் பிரேக் போட்டால் என்ன ஆகும்? கார் உடனடியாக ஓய்வு நிலைக்கு வரும். ஆனால், காரில் உட்கார்ந்திருப்பவர், தொடர்ந்து கார் சென்ற வேகத்தில் இயங்கிக்கொண்டிருப்பார். எனவே, அவர் முன்னோக்கித் தள்ளப்பட்டு முன் சீட்டில் மோதி அடிபட்டு காயம் ஏற்படலாம். சில நேரம் மரணம்கூட நிகழலாம். பயணம் செய்பவரின் நிலைமம்தான் இதற்குக் காரணம். இந்த விபத்தைத் தடுக்கவே காரில் பயணம் செய்யும்போது சீட் பெல்ட் அணிய வேண்டும் என்று சொல்கிறார்கள்.

சோதனையில் அட்டை மீது வைக்கப்பட்ட முட்டையை காரில் பயணம் செய்யும் நபராகவும், தட்டைத் தட்டி விடுவதை காரில் பிரேக் போடுவதாகவும், பாட்டிலில் உள்ள தண்ணீரை சீட்பெல்டாகவும் கற்பனை செய்துகொள்கிறீர்களா? தட்டை தட்டியவுடன் ஓய்வு நிலையிலிருந்த முட்டை, இயங்க ஆரம்பித்து பாட்டிலில் உள்ள தண்ணீரால் தடுக்கப்பட்டு, முட்டை உடையாமல் காக்கப்பட்டது அல்லவா? அதை போலவே காரின் பின் சீட்டில் வேகமாகப் பயணம் செய்துகொண்டிருப்பவர், பிரேக் போட்டவுடன் சீட்பெல்ட்டால் தடுக்கப்பட்டு முன் சீட்டில் மோதி விபத்து ஏற்படாமல் காப்பாற்றப்படுகிறார்.

காரில் பயணம் செய்பவர்கள் கட்டாயம் சீட் பெல்ட் அணிய வேண்டும். இது அரசு விதி மட்டுமல்ல, அறிவியல் விதியும்தான். இனி, நீங்களும் சீட் பெல்ட் அணிந்து பாதுகாப்பாகப் பயணம் செய்வீர்கள் இல்லையா?