அடடே அறிவியல்: படகை ஓட்டும் காற்று

கடற்கரையில் விளையாடும்போது கடலில் மிதந்து வந்த பெரிய மோட்டார் படகு திடீரெனக் கடற்கரை மணலில் ஏறி வருவதைப் பார்த்திருக்கிறீர்களா? தண்ணீரிலும் தரையிலும் பயணம் செய்யும் ‘ஹோவர்ட் கிராப்ட்’ எனப்படும் மிதவைப் படகுதான் அது. எப்படி அது தரையிலும் நீரிலும் வேலை செய்கிறது? அதைத் தெரிந்துகொள்ள ஒரு சோதனையைச் செய்வோமா?

தேவையான பொருள்கள்

பழைய குறுந்தகடு (சிடி அல்லது டிவிடி), பலூன்கள், தண்ணீர் பாட்டிலின் பிளாஸ்டிக் மூடி,

பிளாஸ்டிக் பொருட்கள் ஒட்டப் பயன்படும் பசை, வட்டமான பிளாஸ்டிக் பாத்திரம், சிறிய ஆணி, தண்ணீர், மெழுகுவர்த்தி, தீப்பெட்டி.

சோதனை

1. மெழுகுவர்த்தியை ஏற்றி அதில் ஒரு சிறிய ஆணியைச் சூடுபடுத்தி, பிளாஸ்டிக் பாட்டில் மூடியின் நடுவில் சிறிய துளையைப் போடுங்கள்.

2. துளையிடப்பட்ட பாட்டில் மூடியைப் படத்தில் காட்டியபடி குறுந்தகட்டின் மையப்பகுதியில் பசையைக் கொண்டு ஒட்டுங்கள்.

3. ஒரு பலூனின் வாய்ப் பகுதியை விரித்துக் குறுந்தகட்டில் ஒட்டப்பட்ட மூடியின் மீது பொருத்துங்கள். இதுதான் குறுந்தகடுப் படகு.

4. படத்தில் காட்டியபடி குறுந்தகடுப் படகை மேசையின் மீது வைத்து லேசாகத் தள்ளிவிடுங்கள். அது சற்று நகர்ந்து அங்கேயே நின்றுவிடும்.

5. இப்போது குறுந்தகட்டின் மறுபுறம் உள்ள மூடியின் துளை வழியாக வாயை வைத்துக் காற்றை ஊதிப் பலூனைப் பெரிதாக்குங்கள்.

6. காற்று ஊதப்பட்ட பலூனுடன் கூடிய குறுந்தகட்டை மேசை மீது வைத்து என்ன நடக்கிறது என்று பாருங்கள். குறுந்தகடுப் படகு மேசையின்மீது அங்கும் இங்குமாகச் செல்வதைப் பார்க்கலாம். இதற்குக் காரணம் என்ன?

நடப்பது என்ன?

காற்று நிரப்பப்படாத பலூனுடன் கூடிய குறுந்தகடுப் படகை மேசை மீது வைத்தால் அது வைத்த இடத்தில் அப்படியே இருக்கும். அதைச் சிறிது தூரம் தள்ளிவிட்டால் அது சற்று நகர்ந்து பின்பு நின்றுவிடும்.

ஒரு பொருளின் இயக்கத்திற்கு எதிர்த்திசையில் செயல்படும் விசை உராய்வு விசை எனப்படும். உராய்வு விசை என்பது பொருள் இயங்கும் பரப்பின் தன்மையையும் பரப்பளவையும் பொறுத்தது. குறுந்தகட்டின் பரப்புக்கும் மேசைக்கும் இடையேயுள்ள அதிகப்படியான உராய்வு விசை குறுந்தகடுப் படகின் இயக்கத்தைத் தடுக்கிறது.

குறுந்தகட்டுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள பலூனை ஊதிக் குறுந்தகட்டுப் பரப்பு மேசை மீது படுமாறு வைக்கும்போது, பலூனுக்குள் அதிக அழுத்தத்தில் உள்ள காற்று அடியில் உள்ள துளை வழியாக வெளியேறும். இதனால் மேசைக்கும் குறுந்தகட்டின் அடிப்பரப்புக்கும் இடையில் ஒரு காற்றுப்படலம் உருவாகிறது.

இக்காற்று படலம் மேசைக்கும் குறுந்தகடு அடிப்பரப்புக்கும் இடையே உள்ள உராய்வு விசையைக் குறிக்கும். பலூனுக்குள் இருக்கும் காற்று குறுந்தகட்டின் மையத்தில் உள்ள சிறிய துளை வழியாக வெளியே வந்து காற்று படலத்தை உருவாக்கி, குறுந்தகட்டை விட்டு ஏதேனும் ஒரு பகுதியில் வெளியே செல்கிறது. அவ்வாறு வெளியேறும் காற்றின் திசைக்கு எதிர்த்திசையில் குறுந்தகடுப் படகு நகரும்.

ஒவ்வொரு விசைக்கும் சமமான எதிர்விசை ஒன்று உண்டு. இது நியூட்டனின் மூன்றாம் இயக்க விதி. இவ்விதிப்படி குறுந்தகட்டுப் படகு சரளமாக இயங்குகிறது. பலூனில் உள்ள காற்று முழுவதும் வெளியேறியவுடன் குறுந்தகடுப் படகு நின்றுவிடும்.

இப்போது பலூனில் காற்றை ஊதிக் குறுந்தகடுப் படகைப் பிளாஸ்டிக் பாத்திரத்தில் நீரை நிரப்பி அதில் விட்டுப் பாருங்கள். குறுந்தகடுப் படகு மேசைமீது போனதைப் போல நீர்ப் பரப்பிலும் கிளக்… கிளக்… என்று ஒலி எழுப்பிக்கொண்டு போவதைப் பார்த்து ரசிக்கலாம்.

பயன்பாடு

நீரிலும் நிலத்திலும் செல்லும் மிதவைப்படகில் இரண்டு சக்தி வாய்ந்த காற்றாடிகள் உள்ளன. ஒன்று படகின் நடுவிலும் இன்னொன்று படகின் பின்புறத்திலும் இருக்கும். நடுவில் உள்ள காற்றாடி வளி மண்டலத்தில் உள்ள காற்றைப் படகின் அடிப்பரப்புக்கும் தரைப் பரப்புக்கும் இடையில் அதிக அழுத்தத்தில் செலுத்தும்.

இதனால் படகின் அடிப்பரப்பில் 5 அடி உயரத்துக்குக் காற்று மெத்தை (ஏர் குஷன்) உருவாகும். படகுக்குக் கீழே அடைபட்டுள்ள காற்றைத் தடுக்க ரப்பர் காப்புறை அடிப்பகுதியின் விளிம்பைச் சுற்றி அமைக்கப் பட்டிருக்கும். பின்புறம் உள்ள காற்றாடி படகை முன்னோக்கிச் செலுத்தவும், படகைத் திருப்பவும் பயன்படுகின்றன.

பலூன் மீது பொருத்தப்பட்ட குறுந்தகடுப் படகை மிதவைப்படகாகவும், காற்று நிரப்பப்பட்ட பலூனை மையப்பகுதி காற்றாடியாகவும், குறுந்தகட்டுக்கு அடியில் தோன்றும் காற்றுப் படலத்தை மிதவைப் பரப்பின் அடிப்பரப்பில் உருவாகும் காற்று மெத்தையாகவும் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள்.

சோதனையில் குறுந்தகடுக்கு அடிப்பரப்பில் உள்ள காற்றுப் படலம் உராய்வைக் குறைப்பதாலும் அடிப்பரப்பிலிருந்து காற்று வெளியேறுவதாலும் குறுந்தகடுப் படகு காற்று வெளியேறும் திசைக்கு எதிர்த்திசையில் சென்றது அல்லவா? அதைப் போலவே மிதவைப் படகின் மையப் பகுதியில் உள்ள காற்றாடியிலிருந்து வரும் காற்று, அடிப்பகுதியில் ஒரு காற்று மெத்தையைத் தோற்றுவித்து உராய்வைக் குறைப்பதாலும் பின்பகுதியில் உள்ள காற்றாடி காற்றைப் பின்னோக்கித் தள்ளுவதாலும் மிதவைப் படகு முன்னோக்கிச் செல்கிறது. மேலும் சோதனையில் குறுந்தகடு படகு தண்ணீரில் பயணம் செய்ததைப் போல மிதவைப் படகு கடல், ஆற்று, ஏரி நீரிலும் பாய்ந்து செல்கிறது.

படங்கள்: அ. சுப்பையா பாண்டியன்

தொடர்புக்கு: aspandian59@gmail.com