அடடே அறிவியல்: அந்தரத்தில் ‘நட’க்கும் சாகசம்!

நம் ஊரில் சிறுவரோ சிறுமியோ அந்தரத்தில் கயிற்றில் நடக்கும் காட்சியைப் பார்த்திருப்பீர்கள். கீழே விழாமல் கயிற்றின் மேல் எப்படி நடக்கிறார்கள்? கயிறில் நடக்கும் சாகசத்தின் அறிவியல் என்ன? இந்தக் கேள்விகளுக்கு விடை தெரிய வேண்டுமா? ஒரு சோதனையைச் செய்து பார்த்து தெரிந்துகொள்வோமா?

தேவையான பொருள்கள்

நீளமான குழாய்கள், உடற்பயிற்சி செய்யப் பயன்படும் சமமான எடைகள் (Dumb bells), பசை டேப்.

சோதனை

13உடற்பயிற்சி செய்யப் பயன்படும் ஒரு கிலோகிராம் எடை கொண்ட நான்கு எடைகளை (Dumb bells) எடுத்துக்கொள்ளுங்கள்.

23ஒரு மீட்டர் நீளமுள்ள குழாயின் முனைகளில் இரண்டு எடைகளையும் பசை டேப்பால் கட்டிக்கொள்ளுங்கள்.

3.இப்போது குழாயின் நடுவில் இரு கைகளாலும் பிடித்துக்கொண்டு குழாயைச் சுழற்றுங்கள்.

4.ஒரு மீட்டர் நீளம் கொண்ட மற்றொரு குழாயின் நடுவிலிருந்து அரை அடி தொலைவில் இரண்டு எடைக்கட்டைகளைக் கட்டிக்கொள்ளுங்கள்.

5.அதை நடுவிலிருந்து கொஞ்சம் தள்ளிப் பிடித்துக்கொண்டு சுழற்றுங்கள்.

முனைகளில் எடை கட்டப்பட்ட குழாயைச் சுழற்றுவது கொஞ்சம் கஷ்டமாகவும், நடுவிலிருந்து அருகே எடை கட்டப்பட்ட குழாயைச் சுழற்றுவது சுலபமாகவும் இருப்பதை உணரலாம். இதற்குக் காரணம் என்ன?

நடப்பது என்ன?

இயக்கம் என்பது நேர்கோட்டு இயக்கம், சுழற்சி இயக்கம், வட்டஇயக்கம் எனப் பல வகைப்படும். இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் எல்லாத் துகள்களும் ஒரே கன திசைவேகத்தை (Instantaneous velocity) கொண்டிருந்தால் அது நேர்கோட்டு இயக்கம்.

இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் எல்லா துகள்களும் வட்டப்பாதையில் ஓர் அச்சைப் பற்றி இயங்கினால் அது சுழற்சி இயக்கம்.

சுழற்சி இயக்கத்தில் துகள்களின் கனவேகம் வெவ்வேறாக இருக்கும். ஒரே பொருள் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட அச்சுகளைப் பற்றி சுழலாம். எடுத்துக்காட்டாகப் பூமி தன்னைத்தானேயும் சூரியனையும் இரண்டு அச்சுகளில் சுற்றிவருகிறது. சுழற்சி முடுக்கம் (Rotational acceleration) பொருளையும் நிகர திருப்பு விசையையும் (Net Torque) பொறுத்தது. மேலும் சுழற்சி முடுக்கம் பொருளின் நிறையையும் பொருளில் நிறை பரவியிருக்கும் தொலைவையும் பொறுத்தது.

சோதனையில் எடைக்கட்டைகளை நடுவிலிருந்து அருகில் கட்டிக் குழாயைக் கிடைத்தள அச்சில் மேலும் கீழும் சுழற்றினோம் அல்லவா? அப்போது குழாயின் சுழற்சி நிலைமம் குறைவாக இருக்கும். இதனால் குழாயை எளிதாகச் சுழற்றவும் சுழற்சியை நிறுத்தவும் முடியும்.

இதேபோல எடைக்கட்டைகளைக் குழாயின் முனைகளில் கட்டி கிடைத்தள அச்சில் சுழற்றினோம் இல்லையா? அப்போது குழாயின் சுழற்சி நிலைமம் அதிகம். எடைகள் சுழற்சி அச்சிலிருந்து அதிகத் தொலைவில் இருப்பதால் சுழற்சி நிலைமம் அதிகமாகவே இருக்கும். இதனால் முனைகளில் எடை ஏற்றப்பட்ட குழாயைச் சுழற்றுவது கடினமாக இருக்கிறது.

சுழற்சி அச்சிலிருந்து எடைக்கட்டைகளின் இருப்பிடம் மாறுவதால் குழாயின் சுழற்சி நிலைமமும் மாறுகிறது. இதனால் எடைகள் நடுவிலிருந்து அருகில் இருக்கும்போது குழாயைச் சுழற்றுவது எளிதாக இருக்கிறது. எடைகள் முனைகளில் இருக்கும்போது கடினமாகவும் இருக்கிறது.

பயன்பாடு

சாலையோரங்களில் சற்று உயரத்தில் ஒரு கயிற்றைக் கட்டி அதன்மேல் நடந்து கழைக்கூத்தாடிகள் வித்தை காட்டுவார்கள். கயிற்றின் மேல் நடப்பவர் கையில் ஒரு நீளமான கோலை வைத்திருப்பார். கோலை வைத்து கயிற்றில் நடப்பதன் அறிவியல் என்ன?

சோதனையில், குழாயைச் சுழற்றுபரை கயிற்றின் மேல் நடக்கும் வித்தைக்காரராகவும், எடைக்கற்கள் கட்டப்பட்ட குழாயை வித்தைக்காரர் கையில் வைத்திருக்கும் நீண்ட கோலாகவும் கற்பனை செய்து கொள்கிறீர்களா?

எடைகளைக் குழாயின் முனைகளில் கட்டி, கிடைத்தள அச்சில் சுழற்றும்போது குழாயின் அதிகமான சுழற்சி நிலைமத்தின் காரணமாகக் குழாயைச் சுழற்றுவது கடினமாக இருந்தது அல்லவா? அதைப் போலவே கயிற்றின் மேல் நடக்கும் வித்தைக்காரர் நீளமான கோலை வைத்திருப்பதால் அதிகப்படியான சுழற்சி நிலைமத்தினால் கோலைச் சுற்றுவது கடினமாக இருக்கும்.

இந்த அதிகப்படியான சுழற்சி நிலைமம் கயிற்றின்மேல் நடப்பவருக்கு தன்னை கீழே விழாமல் சமப்படுத்துவதற்கு அதிக நேரம் கொடுத்து உதவுகிறது. கோல் இல்லாமல் நடந்தால் குறைவான சுழற்சி நிலைமத்தால் கயிற்றின் மேல் சமப்படுத்த முடியாமல் கீழே விழநேரிடும்.

கயிற்றில் நடப்பது வித்தைக்காரரின் சாகசம் என்றாலும், அதிலுள்ள அறிவியல் கீழே விழாமல் நடப்பதற்கு எந்தளவு உதவி செய்கிறது என்பதைப் பார்க்கும்போது வியப்பாக இருக்கிறது இல்லையா!?

கட்டுரையாளர், இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர்.

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com