தண்ணீரில் கப்பல் மிதப்பது எப்படி?

ஒரு நாணயத்தை தண்ணீரில் போட்டால் மூழ்கிவிடுகிறது. ஆனால், ஒரு பிரம்மாண்டமான கப்பல் தண்ணீரில் மிதக்கிறதே. மீனவர்கள் பயன்படுத்தும் படகு, மரம் போன்ற மிதக்கும் பொருள்களால் செய்யப்பட்டாலும், மிகப் பெரிய கப்பல்கள் இரும்பு போன்ற உலோகத்தால் செய்யப்படுகின்றன. அப்படியானால் அந்தக் கப்பல்கள் மூழ்கிவிட வேண்டுமே, எப்படி மிதக்கின்றன?

கப்பல் தண்ணீரில் இருக்கும்போது, அதன் உடற்பகுதி ஓரளவு தண்ணீரில் அமிழ்ந்திருப்பதை பார்த்திருப்பீர்கள். அதாவது, கப்பலின் எடைக்குச் சமமான தண்ணீர் இடம்பெயரும். எனவே கப்பலின் குறிப்பிட்ட அளவு அடிப்பகுதி கடலில் அமிழ்ந்திருக்கும். 1000 டன் எடையுள்ள கப்பலின் உடற்பகுதி, அதே அளவு எடையுள்ள தண்ணீரை இடம்பெயரச் செய்யும். இதை, ஒரு கப்பலின் வெளியேற்றும் திறன் என்று குறிப்பிடுவார்கள்.

தண்ணீரில் அமிழ்ந்துள்ள கப்பலின் ஒவ்வொரு பகுதியையும் தண்ணீர் அழுத்துகிறது. தண்ணீரில் இயற்கையாகவே உள்ள அழுத்தம் கப்பலின் உடற்பகுதி மீது செலுத்தப்படுகிறது. அதேநேரம் கப்பலின் எடையும் தண்ணீரை அழுத்துகிறது. இந்த இரண்டு அழுத்தங்களும் சமநிலையை ஏற்படுத்தும் வகையில் கப்பல்கள் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. செங்குத்தான நிலையில் உள்ள அழுத்தங்களின் சக்தியே, கப்பலின் எடையை சமநிலைக்குக் கொண்டு வருகிறது. அப்போது கப்பல் மிதக்கிறது. இது மிதத்தல் தொடர்பான ஆர்கிமிடீஸ் தத்துவம். ஒருநாள் குளியல் தொட்டியில் தன் உடலை அமிழ்த்தியபோது, அதே அளவு தண்ணீர் வெளியேறியதை வைத்தே ஆர்கிமிடீஸ் இதைக் கண்டுபிடித்தார். அப்போது ஏற்பட்ட உற்சாகத்தில் "யுரேகா, யுரேகா' (நான் கண்டுபிடித்துவிட்டேன்) என்று கத்திக் கொண்டே குளியலறையில் இருந்து வெளியே ஓடி வந்தார்.

மேலும், கப்பலின் உட்பகுதியில் குறிப்பிட்ட அளவு காற்று இருக்கிறது. காற்றுக்கு வடிவமில்லாததால், நாம் அதை கணக்கில் எடுக்கத் தவறுகிறோம். கப்பலில் உள்ள பொருட்களை வெறுமனே திரட்டி தண்ணீரில் போட்டால் அது மூழ்கிவிடும். அடர்த்தி குறைவாக இருக்கும் வகையில் கப்பல் வடிவமைக்கப்படுவதும் கப்பல் மிதப்பதற்கு முக்கிய காரணம்.

ஒவ்வொரு கப்பலிலும், படகிலும் அதற்கான கொள்ளளவு உண்டு. அதை மீறினால் அது மூழ்கிவிடும். இதற்கு எடுத்துக்காட்டு, 1914-ல் உலகின் மிகப் பெரிய கப்பலாக இருந்த டைட்டானிக். டைட்டானிக் பனிப்பாறை மீது மோதியபோது, கப்பல் உடைந்து அதனுள் தண்ணீர் புகுந்துவிட்டது. அப்போது எடை தாங்காமல் அது மூழ்கிவிட்டது.

ஒரு பேப்பரை தண்ணீரில் மிதக்கவிட்டு அதன் மீது குண்டூசியை வைத்தால், பேப்பர் முழுகினாலும் குண்டூசி முழுகாது. ஆனால், நேரடியாக குண்டூசியை தண்ணீரில் போட்டால் அது மூழ்கிவிடும். குண்டூசியை தண்ணீரில் போடும்போது, அது கிடைமட்டமாக விழாது. புவியீர்ப்பு சக்தியின் காரணமாக அதன் எடை கூடிய பகுதி கீழே வரும்படி விழுவதால் மூழ்கிவிடுகிறது.
அதேநேரம், பேப்பர் மீது தண்ணீரில் கிடைமட்டமாக இருப்பதால் அழுத்தம் சமநிலை அடைந்து மிதக்கிறது.

மனிதர்களான நாமும் இதேபோல் மிதக்க முடியும். மெத்தையில் படுப்பது போல் காலை நேராக நீட்டி கிடைமட்டமாக தண்ணீரில் படுத்தால், நாம் மூழ்க மாட்டோம். இப்படிச் செய்யும்போது கப்பலில் செயல்படும் அதே அழுத்தம் நமது உடலிலும் செயல்பட்டு மிதப்போம். இப்படி மிதப்பதற்கு மற்றொரு முக்கிய காரணம், நமது நுரையீரலில் அடைக்கப்பட்டுள்ள காற்று. அது ஒரு பலூன் போலச் செயல்படுகிறது.

கப்பலைப் போலவே காற்றில் அமிழ்ந்துள்ள பொருள்களுக்கும் ஆர்கிமிடீஸ் தத்துவம் பொருந்தும். தனது எடைக்குச் சமமான காற்றின் எடையைவிடக் குறைவான காற்றைக் கொண்டிருந்தால் மட்டுமே ஒரு பலூன் பறக்கிறது. அதே அளவு காற்றை அதுவும் கொண்டிருந்தால், இரண்டிலும் ஏற்படும் அழுத்தம் சமநிலையை ஏற்படுத்திவிடும். அப்பொழுது பலூன் பறக்காது.

நன்றி : தினமணி