கப்பலைக் காக்கும் விநோதக் கோடுகள்

சில சரக்குக் கப்பல்கள் உப்பு அதிகமாக உள்ள கடலிலிருந்து உப்பு மிகமிகக் குறைவாக உள்ள கடலில் செல்லும்போது மூழ்கிவிடுவதைப் பற்றிக் கேள்விப்பட்டிருக்கிறீர்களா? இதற்கு என்ன காரணம்? கப்பல்கள் மூழ்காமல் தடுப்பது எப்படி?

தேவையான பொருட்கள்:

இரண்டு கண்ணாடி டம்ளர்கள், உறிஞ்சு குழல்கள் (ஸ்டிரா), உப்பு, ஸ்பூன், சிறிய இரும்புக் குண்டுகள், கத்தரிக்கோல்.

சோதனை

1. இரண்டு உயரமான கண்ணாடி டம்ளர்களில் தண்ணீர் நிரம்பும் வரை ஊற்றுங்கள்.

2. முதல் டம்ளரில் இரண்டு அல்லது மூன்று ஸ்பூன் உப்பைப் போட்டுக் கலக்குங்கள்.

3. ஒரு உறிஞ்சு குழலை எடுத்து, அதன் ஒரு மூலையில் காற்று புகாதவாறு இறுக்கமாக முடிச்சுப் போட்டுக் கொள்ளுங்கள். முடிச்சுக்கு வெளியே நீட்டிக்கொண்டிருக்கும் மீதிப் பகுதியை வெட்டிவிடுங்கள். இதுதான் உறிஞ்சு குழல் மிதவை.

4. உறிஞ்சு குழல் மிதவையில் இரண்டு அல்லது மூன்று சிறிய இரும்பு குண்டுகளைப் போட்டுக்கொள்ளுங்கள்.

5. இப்போது உறிஞ்சு குழல் மிதவையை உப்பு போட்டுக் கலக்கிய டம்ளரில் உள்ள தண்ணீரில் மிதக்க விடுங்கள். இந்த மிதவை செங்குத்தாக மிதக்க வேண்டும். அப்படி மிதக்கவில்லையென்றால் இரும்புக் குண்டுகளைக் கூட்டியோ குறைத்தோ செங்குத்தாக மிதக்க வைக்க வேண்டும்.

6. உறிஞ்சு குழல் மிதவையை வெளியே எடுத்துச் சாதாரணத் தண்ணீர் நிரப்பப்பட்ட இரண்டாவது டம்ளரில் மிதக்க விடுங்கள். இப்போது என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள்.

சாதாரண நீரில் உறிஞ்சு குழல் மிதவை மூழ்கிவிடுவதைப் பார்க் கலாம். இதற்கு என்ன காரணம்?

நடப்பது என்ன?

ஒரு திரவத்தில் ஒரு பொருள் மிதக்கும்போது அதன் எடை மிதக்கும் பொருளின் ஈர்ப்பு மையம் வழியாகக் கீழ் நோக்கிச் செங்குத்தாகச் செயல்படுகிறது. ஒரு பொருளின் அடிப்பகுதியிலும் மேல் பகுதியிலும் பக்கவாட்டிலும் திரவம் பொருள் மீது விசையைச் செலுத்துகிறது.

பக்கவாட்டில் செயல்படும் விசைகள் சமமாகவும் எதிரெதிர்த் திசைகளில் செயல்படுவதாலும் அவை நீக்கப்படுகின்றன. அடிப்பகுதியில் செயல்படும் விசை மேற்பகுதி விசையைவிட அதிகமாக இருப்பதால் பொருள் மீது திரவம் மேல் நோக்கிய திசையில் ஒரு நிகர விசையைச் செயல்படுத்துகிறது. இந்த விசையே உந்துவிசை எனப்படுகிறது.

பொருளின் எடையும் உந்து விசையும் சமமாக இருந்தால் பொருள் மிதக்கும். பொருளின் எடை உந்துவிசையைவிட அதிகமாக இருந்தால் பொருள் திரவத்தில் மூழ்கிவிடும். மேலும் மிதக்கும் பொருளின் எடை, பொருளால் இடப்பெயர்ச்சி செய்யப்பட்ட திரவத்தின் எடைக்குச் சமம். உந்துவிசை திரவத்தின் அடர்த்தியையும் திரவத்தில் மூழ்கியிருக்கும் பொருளின் கன அளவையும் பொறுத்தது ஆகும். இதுவே ஆர்க்கிமிடிஸ் விதியாகும்.

பொருளின் அடர்த்தி திரவத்தின் அடர்த்தியைவிட குறைவாக இருந்தால் பொருள் திரவத்தில் மிதக்கும். பொருளின் அடர்த்தி திரவத்தின் அடர்த்தியைவிட அதிகமானால் பொருள் திரவத்தில் மூழ்கும்.

சோதனையில் உறிஞ்சு குழல் மிதவையின் குறுக்குப் பரப்பும் எடையும் மாறாமல் இருப்பதால், நீரில் மூழ்கியிருக்கும் மிதவையின் ஆழம் அடர்த்தியைப் பொறுத்து மாறுபடுகிறது. முதல் டம்ளரில் உள்ள உப்புக் கரைசலின் அடர்த்தி இரண்டாவது டம்ளரில் உள்ள சாதாரண நீரின் அடர்த்தியைவிட அதிகம். அதனால்தான் அதிக அடர்த்தி கொண்ட உப்புக் கரைசலில் எடை ஏற்றப்பட்ட உறிஞ்சு குழல் மிதவை மிதக்கிறது.

இரண்டாவது டம்ளரில் உப்பு கலக்காத சாதாரணத் தண்ணீரில் அதே எடை ஏற்றப்பட்ட உறிஞ்சு குழல் மிதவையைப் போட்டபோது அது மூழ்கிவிட்டது. மிதவை உப்பு நீரில் மிதப்பதற்கும் சாதாரண நீரில் மூழ்குவதற்கும் ஆர்க்கிமிடிஸ் விதிதான் காரணம்.

பயன்பாடு

வணிகக் கப்பல்கள் கடலில் மிதக்கும்போது அவற்றில் அளவுக்கு அதிகமாகச் சரக்குகள் (பளு) ஏற்றக் கூடாது. ஒவ்வொரு கப்பலும் எவ்வளவு எடை தாங்கும் என்பது கடல் நீரின் அடர்த்தியைப் பொறுத்தது.

உறிஞ்சு குழல் மிதவையைக் கப்பலாகவும் உப்பு கலக்கப்பட்ட நீரைக் கடலாகவும், சாதாரண நீரை அடர்த்தி குறைந்த கடல் நீராகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். உறிஞ்சு குழல் மிதவை உப்புக் கரைசலில் மிதக்கவும் சாதாரண நீரில் மூழ்கவும் செய்தது அல்லவா? அதைப்போலவே அதிகச் சரக்குகள் ஏற்றப்பட்ட கப்பல்கள் அதிக அடர்த்தி கொண்ட உப்புத் தன்மை அதிகமுள்ள கடல் நீரில் மிதக்கின்றன. குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட நல்ல நீரில் மூழ்கிவிடுகின்றன.

கடற் பகுதியின் இருப்பிடம், பருவநிலை, வெப்பநிலை, கடல் நீரின் அடர்த்தி ஆகியவற்றுக்கு ஏற்றாற்போலக் கப்பலின் பாதுகாப்பை உறுதிப்படுத்துவதற்காகக் கப்பலின் பக்கவாட்டில் கோடுகள் வரையப்பட்டிருக்கும். இதைப் பிலிம்கால் கோடுகள் என்பார்கள்.

19-ம் நூற்றாண்டில் குளிர்ப் பிரதேச துறைமுகத்தில் அதிகமான சரக்குகள் ஏற்றப்பட்ட கப்பல்கள் வெப்ப மண்டலக் கடலுக்கு வரும்போது அவை மூழ்குவது வாடிக்கையாக இருந்தது. கப்பலுக்கான காப்பீட்டுத் தொகையையும் பெற்றுவருவதை வழக்கமாகவே கப்பல் உரிமையாளர்கள் கொண்டிருந்தார்கள். கப்பலில் பயணம் செய்த மாலுமிகளும் இறந்துபோனார்கள்.

இதைத் தவிர்ப்பதற்காக இங்கிலாந்து நாடாளுமன்ற உறுப்பினர் பிலிம்கால் தொடர்ந்து வாதாடிச் சட்டம் இயற்ற வழிவகுத்தார். அதன் விளைவாக அவரது நினைவாகத்தான் கப்பலின் பக்கவாட்டில் பிலிம்கால் கோடுகள் வரையப்பட்டன.

பருவ நிலை, வெப்ப நிலை, இருப்பிடத்துக்கு ஏற்றவாறு சரக்குகளைக் குறிப்பிட்ட கோடுகளுக்கு மேல் நீர் வருமாறு ஏற்றக் கூடாது என்பது விதிமுறையாகும். சாமுவேல் பிலிம்காலின் அயராத உழைப்புதான் இன்று கப்பல்கள் மூழ்காமல் இருக்கக் காரணம்.

தொடர்புக்கு:aspandian59@gmail.com