அடடே அறிவியல்: கதவைத் திறக்கும் அறிவியல்!

உங்கள் வீட்டு வாசல் கதவைத் திறக்கும்போது என்ன செய்வீர்கள்? பூட்டைத் திறந்து கதவில் உள்ள கைப்பிடி மீது கையை வைத்துக் கதவைத் தள்ளுவீர்கள் இல்லையா? அப்போது கதவு எளிதாகத் திறந்துவிடும். ஆனால், கதவு மாட்டப்பட்டுள்ள கீல் அருகே கையை வைத்துத் தள்ளினால் கதவைத் திறப்பது கொஞ்சம் கஷ்டமாக இருக்கும் அல்லவா? இதற்கு என்ன காரணம்? ஒரு சின்ன சோதனை செய்து அதைத் தெரிந்துகொள்வோமா?

தேவையான பொருட்கள்:

அளவுச் சட்டம், நூல், சிறிய கோள வடிவ பலூன்கள், பசை டேப், பேனாவின் உடற்பகுதிகள், மெழுகுவர்த்தி, ஊசி.

சோதனை

1. மெழுகுவர்த்திச் சுடரில் ஊசியைச் சூடுபடுத்தி அளவுச் சட்டத்தின் நடுவே துளையிட்டுக்கொள்ளுங்கள்.

2. அந்தத் துளையில் தடித்த நூல் ஒன்றைச் செருகுங்கள்.

3. பேனாக்களின் உடற்பகுதிகளை இரண்டு புறமும் திறந்திருக்குமாறு வெட்டிக்கொள்ளுங்கள்.

4. பேனா உருளையின் ஒரு முனையில், சிறிய கோள வடிவ பலூனை வைத்துப் பசை டேப்பால் ஒட்டிக்கொள்ளுங்கள்.

5. பலூன் பொருத்தப்பட்ட பேனா உருளைகளை, அளவுச் சட்டத்தின் முனைகளில் சட்டத்தின் நீளத்துக்குச் செங்குத்தாக எதிரெதிர் திசைகளில் வைத்து பசை டேப்பால் ஒட்டிக்கொள்ளுங்கள்.

6. சட்டத்தில் செருகப்பட்ட நூலை இரண்டு கைகளாலும் விறைப்பாகப் பிடித்துக்கொண்டு பலூனில் செருகப்பட்ட உருளை வடிவக் குழாயில் வைத்துக் காற்றை ஊதுங்கள்.

7. ஊதுவதை நிறுத்தி நூலைச் சற்றுத் தள்ளி விறைப்பாகப் பிடித்துக்கொள்ளுங்கள். இப்போது நூலின் அச்சில் அளவுச் சட்டம் ராட்டினம் போலச் சுழல்வதைப் பார்க்கலாம்.

8. ஒரே சமயத்தில் இரண்டு பேர் அளவுச் சட்டத்தில் பொருத்தப்பட்ட குழாய் வழியாகக் காற்றை ஊதி நூலை தள்ளிப் பிடியுங்கள். இப்போதும் அளவுச் சட்டம் நூலின் அச்சில் சுழல்வதைப் பார்க்கலாம். இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

ஒரு பொருள் மீது ஒரு விசை செயல்பட்டால், அப்பொருள் விசை செயல்படும் திசையிலேயே நகரும். அப்பொருளின் மீது ஒரே திசையில் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட விசைகள் இணையாக ஒரே திசையில் செயல்பட்டால் விசைகளின் திசையிலேயே பொருள் நகரும்.உதாரணமாக ஒரு பேருந்தை 5 பேர் சேர்ந்து தள்ளும்போது அந்தப் பேருந்து விசைகளின் திசையிலேயே நகரும். இரண்டு சமமான விசைகள் ஒரு பொருள் மீது எதிரெதிர் திசைகளில் செயல்படும்போது அப்பொருள் நகராமல் ஓய்வு நிலையிலேயே இருக்கும். உதாரணமாகக் கயிறு இழுக்கும் போட்டியில் இரண்டு சமமான விசைகளை எதிரெதிர் திசைகளில் கயிறை இழுக்கும்போது கயிறின் நடுவில் உள்ள முடிச்சு நகராமல் நடுவிலேயே இருக்கும்.

பலூனில் காற்றை ஊதி நூலை விறைப்பாகப் பிடிக்கும்போது பலூனில் உள்ள காற்று பேனா உருளை வழியாக வேகமாக வெளியேறுகிறது. அதாவது காற்றினால் ஏற்படும் விசை அளவுச் சட்டத்தின் நீளத்துக்குச் செங்குத்தாக அமைகிறது. ஒவ்வொரு விசைக்கும் சமமான எதிர் விசை உண்டு என்பது நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி. இதன்படி காற்று பேனா உருளையிலிருந்து வெளியேறும் திசைக்கு எதிரெதிர் திசையில் சமமான விசை ஒன்று செயல்படும். இங்கு நூல் செல்லும் துளையின் புள்ளி சுழல் மையமாக செயல்படுகிறது. இதனால் அளவுச் சட்டம் நூலின் அச்சைப் பற்றி சுழல்கிறது.

அளவுச் சட்டத்தின் இரு முனைகளிலும் எதிரெதிராகப் பொருத்தப்பட்ட சம அளவு கொண்ட இரண்டு பலூன்களிலிருந்து வெளியேறும் காற்றினால் இரண்டு சமமான விசைகள் எதிரெதிர் திசைகளில் செயல்படுகின்றன. இவ்வாறு இரண்டு இணையான எதிர்விசைகள் அளவுச் சட்டத்தின் மீது செயல்படும்போது நூலின் அச்சில் பலூன்கள் சுழல்கின்றன.

பயன்பாடு

வீடுகளில் எல்லாக் கதவுகளும் சுவரோடு சேர்ந்த செவ்வக மரச் சட்டத்தின் ஒரு புறத்தில் கீல்களால் பொருத்தப்பட்டிருக்கும். கீல் பொருத்தப்பட்ட கதவின் ஒரு விளிம்பே கதவு சுழலும் அச்சாகும். கீல் பொருத்தப்பட்ட விளிம்புக்கு எதிரே உள்ள விளிம்பில் தாழ்ப்பாளும் கைப்பிடியும் இருக்கும்.

அளவுச் சட்டத்தைக் கதவாகவும், நூலின் அச்சை கீல் பொருத்தப்பட்ட கதவின் விளிம்பாகவும், பலூனை கைப்பிடியாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். பலூனில் இருந்து வெளியேறும் காற்றின் திசைக்கு எதிராக விசை செயல்படும் நூலின் அச்சைப் பற்றி சுழற்சி விளைவால் அளவுச் சட்டமும் பலூன்களும் சுழன்றன அல்லவா? அதுபோலவே கைப்பிடியைத் தள்ளுவதால் ஏற்படும் சுழற்சி விளைவால் கீலின் அச்சைப் பற்றி கதவு சுழல்கிறது. சுழற்சி அச்சான கீலின் அச்சிலிருந்து கைப்பிடி உள்ள தொலைவு அதிகமாக இருப்பதால் கைப்பிடிக்கு அருகே கதவைத் தள்ளுவது மிக எளிதாக இருக்கிறது. ஆனால், கீலுக்கு அருகே கை வைத்துத் தள்ளும்போது திருப்புத்திறன் குறைவாக இருக்கிறது. எனவே கீலுக்கு அருகே கை வைத்துத் தள்ளும்போது கடினமாக இருக்கிறது.

கதவைத் திறப்பதில் உள்ள அறிவியல் இப்போது புரிந்துவிட்டதா?

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