அணு அண்டம் அறிவியல்-14

அறிவியல் அன்பர்களுக்கு வணக்கம்...

சமுத்ராவிடம் ஒரு 'கெட்ட' பழக்கம்..கவிதை எழுதினால் கவிதையிலேயே ஆழ்ந்து விடுவது..அதனால் தான் அறிவியலின் பக்கம் வர முடிவதில்லை..

ஓகே இந்தப் பதிவில் நியூட்டனின் மற்ற இரண்டு இயக்க விதிகளையும் சுருக்கமாகப் பார்த்து விட்டு அடுத்த பாகத்தில் இருந்து மீண்டும் அணுவின் உலகங்களில் சஞ்சாரம் செய்யலாம்..

போன பதிவில் நியூட்டனின் முதல் விதியைப் பார்த்தோம்..ஒரு பொருளின் மீது செயல் படும் விசை அதன் வேகத்தை (மட்டும்) மாற்றும் என்று.

இதை இன்னொரு விதமாக சொல்வதானால் ஒரு பொருளின் வேகம் மாறுகிற அளவு அதன் மீது செலுத்தப்படும் விசைக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும்..

இதை கணித பாஷையில்

F α dV /dt என்று கூறலாம்.. (F proportional to )

ஒரு பொருளின் வேகம் மாறுபடும் வீதத்தை இயற்பியல் ACCELERATION , முடுக்கம் என்கிறது...(A )

எனவே முதல் சமன்பாட்டை இப்படி எழுதலாம்

F α A

இப்போது இரண்டு பக்கங்களையும் சமப்படுத்த ஒரு constant போடவேண்டும்..அந்த constant தான் அந்தப் பொருளின் நிறை..
ஓகே
"F =MA"
இது தான் நியூட்டனின் இரண்டாவது விதி..இது என்ன சொல்கிறது என்றால் :

ஒரு லாரியும் ஒரு பைக்கும் இருப்பதாக நினைத்துக் கொள்ளுங்கள்..இரண்டிலும் ஒரே அளவு சக்தி கொண்ட இஞ்சின் இருப்பதாகக் கொள்வோம்..இரண்டுக்கும் ஒரே அளவு விசை கொடுத்தாலும் லாரி மெதுவாகத்தான் ஆக்ஸலரேட் ஆகும்..(நிறை அதிகம் என்பதால் ) ஆனால் பைக் மிக விரைவில் ஆக்ஸலரேட் ஆகி விட்டிருக்கும்...


போன அத்தியாயத்தில் பார்த்தபடி ஒரு கோழி இறகும் ஒரு இரும்பு குண்டும் ஏன் மேலே இருந்து ஒரு நேரத்தில் கீழே விழுகின்றன என்பதற்கான விடையை இந்த நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி சொல்கிறது.இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் கீழே விழுகின்றன என்றால் இரண்டும் ஒரே வீதத்தில் ஆக்ஸலரேட் ஆக வேண்டும்..ஒரு பொருளை நாம் மேலே இருந்து கீழே போட்டால் அது ஒரே வேகத்தில் கீழே விழுவதில்லை...பூமியின் ஈர்ப்பினால் (ஈர்ப்பு விசையால்) அது தொடர்ந்து ACCELERATE செய்யப்படுகிறது..பூமியின் ஈர்ப்பினால் ஏற்படும் இந்த முடுக்கத்தை ACCELERATION DUE TO GRAVITY என்பார்கள்.இதன் மதிப்பு பூமியின் எல்லா இடங்களிலும் கிட்டத்தட்ட சமமாக இருக்கும் ..அதாவது 9 .8 m /S2


ஒரு பொருளை மேலிருந்து கீழே போடும் போது முதல் நொடியில் அதன் வேகம் ஒரு செகண்டுக்கு 9 .8 மீட்டர்களாக இருக்கும்..இரண்டாம் நொடியில்அதன் வேகம் ஒரு செகண்டுக்கு 2 x 9 .8 மீட்டர்களாக இருக்கும்..மூன்றாம் நொடியில் அதன் வேகம் ஒரு செகண்டுக்கு 3 x 9 .8 மீட்டர்களாக இருக்கும்..பூமிக்கு என்ன ஒரு பேராசை பாருங்கள்..பொருள் பக்கத்தில் வர வர அதை அதிக வேகத்துடன் இழுக்கிறது..இந்த 'g ' எனப்படும் ACCELERATION DUE TO GRAVITY எல்லாப் பொருளுக்கும் சமம் தான்..அது இரும்புக் குண்டாக இருந்தாலும்..கோழி இறகாக இருந்தாலும்


F =M A என்பதை A = F /M என்று எழுதலாம்..


கோலிக் குண்டை அதிகமான விசையுடன் (F ) பூமி இழுக்கும்..உதாரணமாக நம் கோலிக்குண்டு கோழி இறகை விட நூறு மடங்கு நிறை அதிகம் என்றால் கோழி இறகை இழுக்கும் விசையை விட நூறு மடங்கு அதிக விசையுடன் பூமி கோலிக்குண்டை இழுக்கும்..



குண்டை இழுக்கும் போது ஏற்படும் முடுக்கம் (A1) = F1 / M1


இறகை இழுக்கும் போது ஏற்படும் முடுக்கம் (A2 ) = F 2 / M2


இங்கே M1 =100 M2 F1=100 F2 என்பதால் A1 = A2 என்று வருகிறது..எனவேஇரண்டும் ஒரே சமயத்தில் தரையை அடைகின்றன..

இந்த இடத்தில் நியூட்டன் கண்டுபிடித்த இன்னொரு விதியைப் பற்றியும் சொல்லியாக வேண்டும்.. அது UNIVERSAL LAW OF GRAVITATION என்று அழைக்கப்படும் பிரபஞ்ச ஈர்ப்பு விதி. அண்டத்தில் உள்ள எல்லாப் Lபொருட்களும் அண்டத்தில் உள்ள மற்ற எல்லாப் பொருட்களையும் ஒன்றை ஒன்று பரஸ்பரம் கவர்ந்து இழுக்கின்றன என்ற விதி தான் அது. நியூட்டன் ஆப்பிள் மரத்தின் கீழே அமர்ந்திருந்த கதையை நீங்கள் கேட்டிருக்கலாம்..நாமாக இருந்திருந்தால் மேலே இருந்து ஆப்பிள் விழுந்ததும் அவசர அவசரமாக சட்டையில் துடைத்துக் கொண்டு சாப்பிட்டு முடித்திருப்போம்.. நியூட்டன் ஆப்பிள் ஏன் 'கீழே ' விழுகிறது என்று யோசித்தார்...(கடைசியில் அந்த ஆப்பிளைத் தின்றாரா என்பது தெரியவில்லை! ) நியூட்டன் எப்படி இந்த விதியைக் கண்டு பிடித்தார் என்று ஏற்கனவே 'பிரபஞ்சத்தின்r ஆதார விசைகளில்' பார்த்தோம் ..அதை அப்படியே ஒரு காப்பி-பேஸ்ட் செய்கிறேன்..

ஆனால் நியூட்டன் கொஞ்சம் மாற்றி யோசித்ததால் (அதாவது: மேலே உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும்..பூமியின் மேற்பரப்பில் உட்கார்ந்து கொண்டிருக்கும் ஒருவருக்கு (A) ஆப்பிள் 'கீழே' விழுகிறது... பூமி ஒரு உருண்டை எனபதால் அவருக்கு நேர் எதிரே பூமியின் அடுத்த பக்கத்தில் (தலை கீழாக) உட்கார்ந்து கொண்டுள்ள ஒருவருக்கும் (B ) அது 'கீழே' (அம்புக் குறி காட்டி உள்ளது போல்) தானே விழ வேண்டும்? அப்படியென்றால் 'B' க்கு ஆப்பிள் கிடைக்கவே கிடைக்காது... அது விண் வெளியில் பறந்து போய் விடும்,,,, எனவே நியூட்டன் எல்லாப் பொருள்களையும் பூமி 'தன்னை' நோக்கி இழுக்கிறது என்ற முடிவுக்கு வந்தார்... மேலும் பூமி மாத்திரம் ஆப்பிளை இழுப்பதில்லை.... ஆப்பிளும் பூமியை இழுக்கிறது என்று சொன்னார்..

இதற்கான சமன்பாடு பூமி ஆப்பிளை ஈர்க்கும் விசை F = G M1 M2 / R2 ...M1 என்பது பூமியின் நிறை..M2 என்பது ஆப்பிளின் நிறை ...R என்பது பூமியின்ஆரம்..நாம் எடை எடை என்று சொல்கிறோமே அது ஒரு மாயை..அது கிரகத்திற்கு கிரகம் வேறுபடும்..உதாரணமாக இங்கே அறுபது கிலோ இருக்கும் ஒருவர் நிலாவில் பத்து கிலோ இருப்பார்.. ஆனால் அவரது நிறை பிரபஞ்சத்த்தில் எங்கேயும் மாறாது...இயற்பியல் நிறைக்கும் எடைக்கும்உள்ள தொடர்பை W =mg என்கிறது..இங்கே g என்பது நாம் முதலில் பார்த்த acceleration due to gravity ..


அடுத்து நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி: இது நமக்கெல்லாம் பொதுவாகத் தெரிந்த ஒன்று தான்: அதாவது ஒவ்வொரு விசைக்கும் அதற்கு சமமான, எதிரான ஒரு விசை இருக்கும் என்பது. எந்த ஒரு விசையும் தனியாக இயங்குவதில்லை..அதன் ஜோடியும் கூட சேர்ந்தே வருகிறது.

நீங்கள் ஒரு பாறையை ஓங்கிக் குத்தினால் உங்களுக்கு ஏன் வலிக்கிறது? பாறைக்கு தானே வலிக்க வேண்டும்? ஓகே நியூட்டன் விதிப்படி நீங்கள்பாறைக் குத்தியதும் பாறையும் உங்களைக் குத்துகிறது. இதற்கு இன்னொருஉதாரணம் ராக்கெட் மேலே போவது..ராக்கெட் எரிபொருளை எரித்து கீழே உந்தித் தள்ளும் போது அதற்கு எதிரான விசை எதிர்-திசையில் ராக்கெட்டின் மீது செயல் பட்டு அதை மேலே தள்ளுகிறது.

குண்டான ஒரு ஆளும் மிகவும் ஒல்லியான ஒரு ஆளும் சண்டை போடுவதாக வைத்துக் கொள்வோம்..குண்டான ஆள் ஒல்லியானவரைப் பிடித்துத் தள்ளுகிறார்..அவர் போய் தூரமாக விழுகிறார்... இப்போது உங்களுக்கு ஒரு கேள்வி எழலாம்..நியூட்டனின் மூன்றாம் விதிப்படி குண்டு ஆள் ஒல்லி ஆளை எந்த விசையுடன் தள்ளுகிறாரோ அதே அளவு விசையுடன் ஒல்லியும் குண்டை எதிர் திசையில் தள்ளும்...ஓகே அப்படியானால் ரெண்டு பேரும் நகரவே கூடாது இல்லையா? ஆனால் ஒல்லி ஆள் ஏன் பாவமாகப் போய் தூர விழுகிறார்? என்ன எல்லாத்துக்கும் பதிலை நானே சொல்ல வேண்டுமா? நீங்களும் கொஞ்சம் யோசியுங்கள்..அதே மாதிரி 'குதிரை வண்டி'..குதிரை, வண்டியை இழுக்கும் அதே விசையுடன் வண்டியும் குதிரையை இழுத்தால் (எதிர் திசையில்) வண்டி எப்படி நகருகிறது?

கடலில் அலைகள் விடாமல் வந்து கொண்டிருப்பதற்கும் நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி தான் காரணம் என்கிறார்கள்..

இன்று கிளாசிகல் இயற்பியலின் தந்தை என்று அழைக்கப்படும் 'கலிலியோவின்' பிறந்த நாள்..அவருக்கு அணு அண்டம் அறிவியல் தலை வணங்குகிறது

சமுத்ரா


'