அட்டகாசமான அறிவியல்- 2: மிதக்கவும் வேண்டும்! மூழ்கவும் வேண்டும்! 

ராணுவ விஞ்ஞானி வி.டில்லிபாபு

மும்பை கடற்படை தளத்தில் கருப்பு நிறத் திமிங்கலம் போல மிதந்து கொண்டிருந்த நீர்மூழ்கிக் கப்பலின் முதுகில் நடந்த நிமிடங்கள் சுவாரசியமானவை. கப்பல் கடலில் மிதக்கும். ஆனால், நீர்மூழ்கிக்கப்பல் கடலில் மிதக்கவும் வேண்டும் மூழ்கவும் வேண்டும்.

ஆஹா ஆர்கிமிடிஸ்

நீரில் மிதக்கும் கப்பலின் மீது கடல் நீர் ஒரு மேல்நோக்கு விசையைசெலுத்துகிறது. இந்த மிதப்பு விசையை (Buoyant Force) அறிவியல் வகுப்பில் படித்திருப்பீர்கள். நாம் காகிதத்தில் செய்யும் கப்பல் நீரின் மேற்பரப்பில் மிதக்கும். ஆனால், நிஜக்கப்பல் பொதுவாக நீரில் சற்று மூழ்கிய நிலையில் மிதக்கும். கப்பல் இப்படி சற்று மூழ்கும்போது, அதனால் நீர் வெளியேற்றப்படும். இப்படி வெளியேற்றப்படும் நீரின் எடைக்கு சமமாக மிதப்பு விசை இருக்கும். இதைத்தான் ஆர்கிமிடிஸ் தத்துவம் என்பர். கப்பலின் எடை கீழ் நோக்கி இயங்கும். மிதப்பு விசை மேல் நோக்கி இயங்கும்.

பொருளின் எடை, மிதப்பு விசையை விட குறைவாக இருந்தால் மிதக்கும். எடை, மிதப்பு விசையைவிட அதிகமானால் பொருள் மூழ்கிவிடும். கப்பலின் எடை மிதப்பு விசையை விட குறைவாக இருக்கும்படி வடிவமைக்கப்படுவதால் கப்பல் கடலில் மிதக்கிறது.

மூழ்கும் பிளாஸ்க்

நீர்மூழ்கிக்கப்பல் மிதக்கவும் வேண்டும் மூழ்கவும் வேண்டும். இது எப்படி சாத்தியம்? கப்பலின் எடைதான் மிதப்பதற்கும் மூழ்கு
வதற்கும் காரணம் எனப்பார்த்தோம். எனவே, நீர்மூழ்கிக்கப்பலின் எடையை குறைத்தால் அது மிதக்கும். எடையை அதிகமாக்கினால் அது மூழ்கும். எடையை எப்படி மாற்றுவது? சூடாகதேநீரை ஊற்றி வைக்க வெற்றிடக்குடுவையை (Vacuum Flask) வீடுகளில் பயன்படுத்துகிறோம் அல்லவா, அந்த குடுவையில் இரண்டு உருளைகள் ஒன்றுக்குள் ஒன்றாக இருக்கும். உருளைகளின் சுவர்களுக்கு இடைப்பட்ட பகுதியை வெற்றிடமாக்குவதால் சூடு ஆறாமல் குடுவை வேலை செய்யும்.

இதைப்போலவே இரண்டு உருளைகளை கொண்டதுதான் நீர்மூழ்கிக்கப்பல். இந்த உருளைகளின் இரண்டு சுவர்களுக்கு இடையில் இருக்கிற பகுதிதான் எடையை குறைக்கவும் கூட்டவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எந்தப் பொருளை பயன்படுத்தி எடையை கூட்டுவது குறைப்பது? மிகச்சுலபம். கடல் நீர்! ஆம். சுவர்களுக்கு இடைப்பட்ட பகுதியில் அமைக்கப்பட்டுள்ள நிலைப்படுத்தும் தொட்டிகளில் (Ballast Tanks) கடல் நீரை நிரப்பினால், நீர்மூழ்கிக் கப்பலின் எடை அதிகரித்து அது நீரில் மூழ்கும். கடல் நீரை வெளியேற்றினால் எடைகுறைந்து கடல் மட்டத்திற்கு வந்துவிடும். நீரை வெளியேற்ற தொட்டியில்காற்றை நிரப்ப வேண்டும். அழுத்த
மேற்றப்பட்ட காற்று நீரை வெளியேற்றும். இந்த தொட்டிகளிலுள்ள காற்று மற்றும் நீரின் அளவுக்கு ஏற்ப நீர்மூழ்கிக் கப்பலின் மூழ்கும் ஆழத்தை கட்டுப்படுத்தலாம்.

இன்னும் பல அறிவியல் சுவாரசியங்கள் நீர்மூழ்கிக் கப்பலில் உள்ளன.

என்னென்ன?

- (தொடரும்)

கட்டுரையாளர், ‘ஏவுகணையும் கொசுக்கடியும்’ உள்ளிட்ட புத்தகங்களை எழுதியவர்.