அடடே அறிவியல்: கல்லைத் தூக்கும் பலே கம்பி!

சாலையில் கட்டிட வேலை செய்பவர்கள், பாறாங்கல்லை நகர்த்துவதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். அவ்வளவு பெரிய கல்லை ஒரு நீண்ட இரும்புக் கம்பியால் நெம்பி நகர்த்துவார்கள். எப்படிக் கல்லை நகர்த்துகிறார்கள்? இதில் மறைந்துள்ள அறிவியல் என்ன? தெரிந்துகொள்ள வேண்டாமா? வாங்க சோதனை செய்து தெரிந்துகொள்வோம்.

தேவையான பொருட்கள்

ஒரு அடி அளவுச்சட்டம் (ஸ்கேல்), ஒரு ரூபாய் அல்லது இரண்டு ரூபாய் நாணயங்கள் 20, ஒரு பென்சில்.

சோதனை

1. ஒரு பென்சிலை மேசை மீது வைத்துக்கொள்ளுங்கள். அளவுச்சட்டத்தில் 0 முதல் 30 செ.மீ. வரை குறிக்கப்பட்டிருக்கும்.

2. 6 செ.மீ. குறியீட்டில் இருக்குமாறு அளவுச்சட்டத்தை பென்சில் மேல் அமைத்துக்கொள்ளுங்கள்.

3. அளவுச்சட்டத்தின் 0 செ.மீ. முனையில் பத்து நாணயங்களை அடுக்கிவையுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள்? நாணங்கள் அடுக்கி வைக்கப்பட்ட முனை தாழ்ந்து தரையைத் தொடுவதையும் மறுமுனை உயர்ந்திருப்பதையும் பார்க்கலாம்.

4. மேசையின் பரப்பிலிருந்து சற்று மேலே உயர்ந்திருக்கும். இப்போது அளவுச்சட்டத்தின் 30 செ.மீ. முனையில் ஒரே ஒரு நாணயத்தை மட்டும் வையுங்கள். என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள். நாணயம் வைக்கப்பட்ட அளவுச்சட்டத்தின் முனை தாழ்ந்தும் பத்து நாணயங்கள் வைக்கப்பட்ட முனை உயர்ந்தும் இருப்பதைப் பார்க்கலாம். இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

அன்றாட வாழ்வில் நாம் பல்வேறு வேலைகளைச் செய்கிறோம். பொருளைத் தூக்குதல், மாடிப்படியில் ஏறுதல், கிணற்றிலிருந்து தண்ணீர் இறைப்பது என வேலைகளைச் செய்கிறோம். இந்த வேலைகளை இயந்திரங்களைக்கொண்டு சுலபமாகச் செய்கிறோம். வேலையை சுலபமாக செய்யப் பயன்படும் கருவி இயந்திரம் எனப்படும். இயந்திரத்தை இயக்கினால், அது வேலை செய்யும். அதை நாம் இயக்குவதும் ஒரு வேலைதான். மிதிவண்டி, தையல் இயந்திரம், கத்தரிக்கோல், நகம்வெட்டி, கடப்பாரை எனப் பலவித இயந்திரங்களை நாம் பயன்படுத்துகிறோம். இவற்றில் மிக எளிமையான ஓர் இயந்திரம் நெம்புகோல்.

இப்போது சோதனைக்கு வருவோமா? பென்சில் மேல் அளவுச்சட்டம் அமையும் புள்ளி, ஆதாரப்புள்ளியாகும். பத்து நாணயங்களின் எடையைப் பளு என்றும் ஒரு நாணயத்தின் எடை திறன் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. ஆதாரப்புள்ளியிலிருந்து பளு உள்ள தொலைவு பளுப்புயம். ஆதாரப் புள்ளியிலிருந்து திறன் செயல்படும் தொலைவு திறன்புயம்.

ஓர் எளிமையான இயந்திரத்தில் பின்வரும் திருப்புதிறன் தத்துவம் செயல்படுகிறது.

பளு * பளுபுயம் = திறன் * திறன்புயம். குறைந்த தொலைவில் உள்ள அதிக எடை கொண்ட நாணயங்களை உயர்த்த அதிக தொலைவில் குறைந்த எடை அல்லது விசையைச் செலுத்தினாலேபோதும். நெம்புகோலின் தத்துவப்படி சோதனையில் ஆதாரப் புள்ளியிலிருந்து 6 செ.மீ. தொலைவில் உள்ள 10 நாணயங்களை 24 செ.மீ. தொலைவில், ஒரே ஒரு நாணயத்தால் தூக்கிவிட முடியும். குறைந்த விசையால் தொலைவை அதிகப்படுத்தி அதிக எடை கொண்ட பாறையை நகர்த்தலாம். இதுவே நெம்புகோலால் கிடைக்கும் நன்மை.

பயன்பாடு

ஆதாரப் புள்ளி பளுவுக்கும் திறனுக்கும் நடுவில் அமைந்தால், அது முதல் வகை நெம்புகோல். ஆதாரப் புள்ளிக்கும் திறனுக்கும் இடையில் பளு இருந்தால், அது இரண்டாம் வகை நெம்புகோல். ஆதாரப்புள்ளிக்கும் பளுவுக்கும் இடையில் திறன் இருந்தால், அது மூன்றாம் வகை நெம்புகோல்.

கட்டிட வேலை செய்பவர்கள் பெரிய பாறாங்கல்லை நகர்த்துவதற்கு நீண்ட கனமான இரும்புக் கம்பியைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இக்கம்பியே கடப்பாரை. பாறாங்கல்லுக்கு அடியில் கடப்பாரையின் ஒரு முனையை நுழைத்த பிறகு, ஒரு சிறிய கல்லைக் கடப்பாரையின் அடிப் பகுதியில் கொடுத்து அந்தப் பெரிய கல்லை எளிதில் தூக்கிவிடுவார்கள்.

இப்போது அளவுச்சட்டத்தைக் கடப்பாரையாகவும், பத்து நாணயங்களைப் பாறாங்கல்லாகவும், ஒரு நாணயத்தின் எடையை வேலை செய்பவர்கள் கீழ்நோக்கி அழுத்தும் விசையாகவும், பென்சிலைச் சிறிய கல்லாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். பென்சில் மேல் அளவுச்சட்டத்தை வைத்து ஒரு முனையில் உள்ள பத்து நாணயங்களையும் மறுமுனையில் ஒரே ஒரு நாணயத்தையும் வைத்தபோது பத்து நாணயங்களும் மேல்நோக்கித் தூக்கப்பட்டன அல்லவா? அதைப் போலவே அதிக எடை கொண்ட பாறாங்கல்லை ஒரு சிறிய கல்லின் மீது கடப்பாரைக் கம்பியை வைத்து கம்பியின் மறுமுனையை லேசாகக் கீழ்நோக்கி அழுத்தினால், பாறாங்கல்லைத் தூக்கிவிட முடியும்.

பாறாங்கல்லை எளிதாக நகர்த்த, சிறிய கல்லுக்கும் பாறாங்கல்லுக்கும் இடையே தொலைவு குறைவாக இருக்க வேண்டும். சிறிய கல்லுக்கும் கையால் அழுத்தும் புள்ளிக்கும் இடையே உள்ள தொலைவு அதிகமாக இருக்க வேண்டும். அதாவது நெம்புகோல் தத்துவத்தை நிறைவு செய்ய பளுபுயம் குறைவாகவும், திறன்புயம் அதிகமாகவும் இருக்க வேண்டும். கடப்பாரைக் கம்பியைக் கொண்டு பாறாங்கல்லைத் தூக்குவது எப்படி என்று இப்போது உங்களுக்குப் புரிந்திருக்குமே!

- கட்டுரையாளர்: இயற்பியல் பேராசிரியர், அறிவியல் எழுத்தாளர்.
தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com