காரணம் ஆயிரம்: சுற்றும் பம்பரத்தின் ரகசியம்

பம்பரம் விளையாடி இருக்கிறீர்களா? தரையில் ஜம்மென்று பம்பரம் சுழலும் அழகே தனிதான். முன்பெல்லாம் தச்சர்கள் மரக்கட்டைகளில் பம்பரம் செய்து, வீட்டில் கைவசம் இருக்கும் வண்ணங்களைப் பூசி விற்பார்கள். வாங்கிய பம்பரத்தின் முனையில் ஆணி அடித்து, அதைக் கூர் தீட்டி, பம்பரக் கயிற்றைப் பக்குவப்படுத்திப் பம்பரம் விளையாட நிறையப் பயிற்சி பெற வேண்டும். ஒரே முயற்சியில் பம்பரத்தைச் சுற்ற வைக்கவும் முடியாது.

இன்றைக்குக் கடைகளில் பிளாஸ்டிக்கை உருக்கி, கெட்டிப்படுத்திய வண்ணமயமான பம்பரங்கள் விற்பனைக்குக் கிடைக்கின்றன. அதெல்லாம் சரி, நீண்ட கயிற்றை முழுவதும் சுற்றி விருட்டென்று தரையில் விட்டதும், பானை செய்யும் சக்கரம் போலப் பம்பரம் சுழல்வதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். அப்படிப் பம்பரம் சுழலும்போது, அதனோடு சேர்ந்து ஓர் அறிவியலும் சுழல்வதைக் கவனித்திருக்கிறீர்களா?

ஒரு பம்பரத்தை ஆணியோடு தரையில் நிற்க வைக்க முடியுமா? முடியாது அல்லவா? ஆனால், அதே பம்பரம் ஆணியுடன் சுற்றுவது மட்டும் எப்படி? அதுவும் எப்படிப் படுவேகமாகச் சுற்றுகிறது? அதுதான் அறிவியல் ஆச்சரியம்!

காரணம் என்ன?

பம்பரம் விடும்போது அது சுற்றுவதை நன்றாகக் கவனியுங்கள். சுழல்கிற பம்பரத்தின் ஒரு பகுதி உங்களை நோக்கி வரும். இன்னொரு பகுதி உங்களை விட்டு விலகிச் செல்லும். உங்களுக்கு அருகில் உள்ள பம்பரத்தின் பகுதி உங்களை விட்டு விலகிச் செல்கிறது. உங்களுக்கு எதிர்த் திசையில் இருக்கும் பம்பரம் உங்களை நோக்கி வருகிறது.

உங்களுக்கு எதிர்த்திசையில் இருக்கும் பம்பரத்தின் பகுதி கீழ் நோக்கி இயங்குவதையும் உங்கள் பக்கத்துக்கு வரும் பம்பரத்தின் பகுதி மேல் நோக்கி இயங்குவதையும்கூட நீங்கள் உற்றுக் கவனிக்க முடியும். சுழலும் பம்பரம் கிட்டத்தட்ட செங்கோணத்தில் இயங்குகிற மாதிரியான நிலை உருவாகும். செங்கோணத்தில் ஒரு பொருள் ஒரே திசையில் சுழலும்போது அது பக்கவாட்டில் விழுவதற்கான வாய்ப்புகள் குறைவு. (சிறுவர்கள் சைக்கிள் டயரை உருட்டி விளையாடும்போது எந்தப் பிடிமானமும் இல்லாமல் டயர்கள் சுற்றிக்கொண்டே செல்கிறது இல்லையா)

அதுபோல ஒரு இயக்க நிலை பம்பரத்திலும் உருவாகிறது. அதனால் பம்பரம் சாய்வதில்லை. இது ஒரு காரணம். இன்னொரு காரணமும் உள்ளது. பம்பரம் சுழலும்போது அதன் சுற்று வேகம் அதிகமாக இருக்கும். அதாவது நீங்கள் பம்பரக்கயிறு மூலம் கொடுத்த வேகத்தைவிடப் பம்பரத்தின் விளிம்பில் வேகம் ரொம்ப அதிகமாக இருக்கும். நீங்கள் கயிற்றில் கொடுக்கும் வேகத்தோடு, பம்பரம் தன்னுடைய இயக்க வேகத்திலிருந்தே கூடுதலாக வேகத்தையும் எடுத்துக்கொள்கிறது. ஆக இரண்டு வேகங்கள் சேர்ந்தே பம்பரம் சுழல்கிறது.

இரண்டு வேகங்கள் எப்படி உருவாகின்றன என்பதை இன்னொரு உதாரணம் மூலம் உணரலாம். ஒரு நாணயத்தை நீங்கள் தரையின் மீது சுண்டிச் சுழலச் செய்யும்போது, அந்த நாணயம் அதன் இயக்கத்தில் இருந்து தொடர்ந்து சுழல இயக்க வேகத்தைப் பெற்றுக் கொள்கிறது. நாம் நாணயத்துக்குக் கொடுக்கும் விசை அந்த நாணயத்தை ஒரு முறை மட்டுமே சுழலச் செய்யும். மாறாக அந்த நாணயம் தொடர்ந்து சுழலக் காரணம், தன்னுடைய சுழற்சியிலிருந்தே இயக்க வேகத்தைப் பெற்றுக் கொள்வதுதான்.

இந்த உதாரணம் பம்பரத்துக்கும் பொருந்தும். நாம் ஒருமுறை கொடுக்கும் விசையிலிருந்து பலமுறை சுழல்வதற்காக விசையைப் பம்பரம் பெற்றுக் கொள்வதால் அது தொடர்ந்து பலமுறை சுழல்கிறது. வேகமாகச் சுழன்று கொண்டிருப்பதால், பம்பரத்தின் நிலையில் எந்த மாறுதலும் ஏற்படுவதில்லை. எனவே அது தொடர்ந்து சுழல்கிறது. வேகம்தான் பம்பரம் கீழே விழாமல் தொடர்ந்து சுழலக் காரணமா என்றால், வேகமும் ஒரு காரணம்.

இயற்பியலில், நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதியைப் புரிந்துகொண்டால் பம்பரம் தொடர்ந்து சுழலும் காரணத்தைத் தெளிவாகத் தெரிந்துகொள்ளலாம். வெளிப்புற விசை ஒன்று தாக்காத வரை இயக்க நிலையில் உள்ள ஒரு பொருள் தொடர்ந்து இயக்க நிலையிலேயே இருக்கும். ஓய்வில் உள்ள ஒரு பொருள் ஓய்வு நிலையிலேயே இருக்கும். இதுதான் நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதி.

பம்பரத்தின் சுழற்சி இந்த விதிக்கு அப்படியே பொருந்தும். பம்பரம் வேகமாகச் சுழலும்போது அது வெளிப்புற விசையால் பாதிப்புக்கு உள்ளாவதில்லை. அது தன் இயக்க நிலையிலேயே தொடர்ந்து இருக்கிறது.

நாம் கயிற்றின் மூலமாகப் பம்பரத்துக்குக் கொடுத்த விசை கொஞ்சம் கொஞ்சமாகக் குறைய ஆரம்பிக்கிறது (அதாவது இப்போது வெளிப்புற விசை தாக்குகிறது). எனவே பம்பரம் இயக்கத்துக்கு எடுத்துக்கொள்ளும் விசையும் குறைகிறது. இதனால் கடைசியில்தான் பம்பரம் சாய்கிறது.

மாணவர்களே! இனிப் பம்பரம் விளையாடும்போது இந்த அறிவியலையும் நினைத்துக்கொள்வீர்கள் அல்லவா?

(காரணங்களை அலசுவோம்)

கட்டுரையாளர்: அரசுப் பள்ளி ஆசிரியர்
தொடர்புக்கு: suriyadsk@gmail.com