அடடே அறிவியல்: அணைக்கட்டு சுவரின் அறிவியல்

உங்கள் அம்மா, அப்பாவுடன் சுற்றுலா போகும்போது அணைக்கட்டுகளைப் பார்த்திருக்கிறீர்களா? அணைக்கட்டு சுவரின் அடிப்பகுதி அகலமாகவும் மேற்பகுதி குறுகியதாகவும் இருப்பதைக் கவனித்திருக்கிறீர்களா? இதற்குக் காரணம் என்ன? வாங்க, ஒரு சின்ன சோதனை செய்து தெரிந்துகொள்வோம்.

தேவையான பொருட்கள்:

உயரமான பிளாஸ்டிக் பாட்டில் அல்லது ஆய்வக அளவு ஜாடி, மெழுகுவர்த்தி, தீப்பெட்டி, தடித்த ஊசி, தண்ணீர்.

சோதனை:

# ஓர் உயரமான பிளாஸ்டிக் ‘ஆய்வக அளவு ஜாடி’யை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள்.

# மெழுகுவர்த்தியை ஏற்றி வைத்துக்கொள்ளுங்கள்.

# ஊசியை மெழுகுவர்த்திச் சுடரில் சூடுபடுத்திச் சமமாக இடைவெளி விட்டு நேர்க்கோட்டில் துளையிடுங்கள்.

# அளவு ஜாடியைக் கைப்பிடிச் சுவர் மீது நேராக வைத்துக்கொள்ளுங்கள்.

# இப்போது அளவு ஜாடி முழுவதும் தண்ணீரை ஊற்றுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது எனப் பாருங்கள்?

துளைகளிலிருந்து தண்ணீர் பீய்ச்சி அடிப்பதைப் பார்க்கலாம். ஜாடியின் அடியில் உள்ள துளையிலிருந்து வெளிவரும் தண்ணீர் அதிக தொலைவிலும், ஜாடியின் மேற்பகுதியில் உள்ள துளையிலிருந்து வரும் தண்ணீர் குறைந்த தொலைவிலும் பீய்ச்சி அடிப்பதைப் பார்க்கலாம். இதற்குக் காரணம் என்ன?

நடந்தது என்ன?

ஒரு பொருள் மீது செயல்படும் விசைக்கும் பரப்புக்கும் இடையே உள்ள விகிதம் அழுத்தம் எனப்படும். ஓரலகு பரப்பில் செயல்படும் விசை அழுத்தம் ஆகும். திட, திரவ வாயுப் பொருட்கள் அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. ஒரு பாத்திரத்தில் நீரை ஊற்றி வைத்தால், பாத்திரத்தின் வடிவத்தை அது பெறுகிறது. பாத்திரத்தின் அடிப்பாகத்தில் ஓரலகு பரப்பில் செயல்படும் நீரின் எடையே அடிப்பகுதியில் உள்ள அழுத்தம் ஆகும்.

திரவத்தில் ஒரு புள்ளியில் செயல்படும் அழுத்தம், புள்ளியிலிருந்து திரவமட்டத்தின் உயரத்தையும் திரவத்தின் அடர்த்தியையும் பொறுத்தது. திரவத்தில் ஏதேனும் ஒரு கிடைமட்டப் பரப்பில் உள்ள எல்லாப் புள்ளிகளிலும் அழுத்தம் சமமாக இருக்கும்.

திடப்பொருள்கள் எப்போதும் கீழ்நோக்கியே அழுத்தத்தைக் கொடுக்கின்றன. ஆனால், திரவங்களும் வாயுக்களும் எல்லாத் திசைகளிலும் அழுத்தத்தைக் கொடுக்கின்றன.

செங்குத்துக் கோட்டில் ஒரே அளவில் துளைகள் இடைப்பட்ட அளவு ஜாடியில் நீரை ஊற்றும்போது, தண்ணீர் வெவ்வேறு தொலைவுகளில் பாய்கின்றன. அளவு ஜாடியில் உள்ள தண்ணீரின் ஆழம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க அழுத்தமும் அதிகரிக்கிறது. மேலே உள்ள துளையிலிருந்து வரும் தண்ணீர், மிகக் குறைந்த தொலைவுக்குப் பாய்கிறது. ஜாடியின் அடியில் உள்ள துளையிலிருந்து தண்ணீர் அதிகத் தொலைவுக்கு வெளியே பாய்கிறது. அதற்கு மேல் உள்ள துளையில் உயரத்துக்கு ஏற்றாற்போல் தண்ணீர் வெளியே பாய்கிறது. ஜாடியில் உள்ள துளைகளிலிருந்து நீர் வெளியே பீய்ச்சி அடிக்கப்படும் தொலைவு, நீரின் அழுத்தத்தைக் குறிக்கிறது.

திரவ மட்டத்திலிருந்து கீழே செல்லச் செல்ல துளையிலிருந்து வெளியேறும் நீரின் தொலைவு அதிகரித்துக்கொண்டே செல்கிறது. இதுவே சோதனையின் முடிவு. திரவத்தின் ஆழம் அதிகரிக்கும்போது, அழுத்தமும் அதிகரிக்கிறது.

பயன்பாடு:

ஏரிகள், குளங்கள், அணைக்கட்டுகள் ஆகியவற்றின் சுற்றுச்சுவரை அமைக்கும்போது, நீரின் அழுத்தம் கவனத்தில் கொள்ளப்படும். சில அணைக்கட்டுகளில் நீர் திறந்துவிடப் பயன்படும் மதகுகள் வெவ்வேறு உயரங்களில் அமைக்கப் பட்டிருக்கும்.

இப்போது அளவு ஜாடியை அணையாகவும், அளவு ஜாடியில் உள்ள தண்ணீரை அணையில் தேக்கி வைக்கப்பட்டிருக்கும் தண்ணீராகவும், ஜாடியில் உள்ள துளைகளை அணைக்கட்டின் மதகுகளாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். அளவு ஜாடியிலிருந்து வெளியேறும் தண்ணீர், வெவ்வேறு தொலைவுகளுக்குப் பீய்ச்சி அடித்ததல்லவா?

அதைப் போலவே அணைக்கட்டில் வெவ்வேறு உயரங்களில் உள்ள மதகுகளிலிருந்து வெளியேறும் தண்ணீரும் வெவ்வேறு தொலைவுகளுக்கு வேகமாகப் பாயும். அணைக்கட்டின் அடிப்பாகத்தில் உள்ள மதகிலிருந்து அதிக வேகத்துடனும் அதிக தொலைவுக்கும் தண்ணீர் பாயும். அணைக்கட்டின் மேற்பகுதியில் அமைந்த மதகிலிருந்து வெளியேறும் தண்ணீர் குறைந்த தொலைவுக்குப் பாயும். அணைக்கட்டு நீர்த்தேக்கத்தின் அடிப்பகுதியில் தண்ணீரின் அழுத்தம் அதிகம். மேற்பகுதியில் நீரின் அழுத்தம் குறைவு.

அணைக்கட்டுகளின் அடிப்பகுதியில் நீரின் அதிக அழுத்தத்தை தாங்குவதற்காகவே அணைக்கட்டுச் சுவரின் அடிப்பகுதி அகலமாக வடிவமைக்கப்படுகிறது. மேற்பகுதியில் நீரின் அழுத்தம் குறைவாக இருப்பதால் அணைக்கட்டுக்களின் மேற்பகுதி கீழ்ப்பகுதியைவிட அகலம் குறைவாகக் கட்டப்படுகின்றன.

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