9 ஆம் வகுப்பு அறிவியல் : அலகு 3 : பாய்மங்கள்
அழுத்தம் மற்றும் உந்து விசை
அழுத்தம் மற்றும் உந்து விசை
குண்டூசி ஒன்றினை பலகையின் மீது அதன் தலைப்பகுதியின் மூலம் பொறுத்துவது கடினமாக இருக்கும். ஆனால், ஊசியின் கூர்மையான பகுதியினைக் கொண்டு பொறுத்துவது எளிது. ஏன்? பாலைவனத்தில் ஒட்டகம் எவ்வாறு விரைவாக ஓட முடிகிறது என்று வியந்ததுண்டா? பேருந்துகள் மற்றும் மோட்டார் வாகனங்களின் டயர்கள் ஏன் அகலமானதாக உள்ளன? வெட்டுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் கருவிகளின் முனைகள் ஏன் கூர்மையாக உள்ளன?
இக்கேள்விகளுக்கு விடைதெரிந்து கொள்ள வேண்டுமெனில் ஒன்றோடு ஒன்று தொடர்புடைய இரு இயற்பியல் கருத்துக்களான அழுத்தம் மற்றும் உந்து விசையைப் பற்றி புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.
செயல்பாடு 1
மணற்பாங்கான பரப்பின் மீது நிற்கவும்.
உங்கள் கால்கள் மணலுக்குள் ஆழமாகச் செல்லும்.
அதே பரப்பின் மீது படுத்துப்பாருங்கள்.
என்ன நடக்கிறது? படுக்கும் போது, முன்புபோல் உடல் ஆழமாக மணலுக்குள் செல்லாது.
ஏன்?
இந்த இரு நிகழ்வுகளிலும், மணல் மீது செயல்படும் விசையை ஏற்படுத்தும் உங்கள் உடலின் எடையானது மாறாமல் உள்ளது. பரப்பிற்குச் செங்குத்தாகச் செயல்படும் இந்த விசையானது உந்துவிசை எனப்படுகிறது. மணலில் நிற்கும்போது, செயல்படும் விசையானது கால்களின் பரப்பிற்குச் சமமான பரப்பளவில் செயல்படுகிறது. ஆனால் படுத்திருக்கும் நிலையில் அதே விசையானது உடலின் பரப்பளவிற்கு சமமான பரப்பில் செயல்படுகிறது. இப்பரப்பளவு கால்களின் பரப்பளவை விட அதிகமாகும். ஆகையால்,
உந்துவிசையின் விளைவாக தோன்றும் அழுத்தமானது, அது செயல்படும் பரப்பளவைச் சார்ந்ததாகும். எனவே, மணலில் நிற்கும் போது ஏற்படும் உந்துவிசையின் விளைவு படுக்கும்போது ஏற்படும் உந்து விசையின் விளைவை விட அதிகம்.
ஓரலகு பரப்பின் மீது செயல்படும் விசை அழுத்தம் எனப்படும். ஆகையால், ஓரலகு பரப்பின் மீது செயல்படும் உந்துவிசையே அழுத்தம் என்றும் நாம் கூறலாம்.
அழுத்தம் =
உந்து விசை/தொடு பரப்பு
கொடுக்கப்பட்ட மாறா விசைக்கு, பரப்பளவு அதிகரிக்கும் போது அழுத்தம் குறையும்; பரப்பளவு குறையும் போது அழுத்தம் அதிகரிக்கும். இதற்கான விளக்கத்தை படம் 3.1 ல் பார்க்கலாம்.
S.I
அலகுகளில், உந்துவிசையின் அலகு நியூட்டன் (N).
அழுத்தத்தின் அலகு நியூட்டன் /
சதுர மீட்டர் அல்லது நியூட்டன் மீட்டர்-2 (Nm-2). பிரான்ஸ் நாட்டு அறிவியல் அறிஞரான ப்ளைஸ் பாஸ்கல் என்பவரை சிறப்பிக்கும் வகையில் ஒரு நியூட்டன் /
சதுர மீட்டர் என்பது, ஒரு பாஸ்கல் (1Pa)
என்று அழைக்கப்படுகிறது. 1
Pa = 1 Nm-2.
உங்களுக்குத் தெரியுமா?
ஒரு சிறிய ஆணி நமது உடலைத் துளைக்கும் போது வலியை உணர்கிறோம்.
ஆனால், சிலர் ஆணிப் படுக்கையில் படுத்தாலும், அவர்கள் உடலில் எந்தவித பாதிப்பும் ஏற்படாமல் இருக்கிறது.
அது எப்படி? ஏனெனில், அவர்கள் உடல், ஆணியைத் தொடும் பரப்பானது அதிகமாக உள்ளது.
கணக்கீடு 1
90 கிலோ நிறையைக் கொண்ட மனிதன் ஒருவன் தன் இரு கால்களிலும் தரையில் நிற்கிறான். தரையுடன் கால்களின் பரப்பளவு 0.036 மீ2 ஆகும். (g = 10 மீ வி-2 எனக் கொள்க). அவன் உடல் எவ்வளவு அழுத்தத்தை தரையில் ஏற்படுத்துகிறது?.
தீர்வு
மனிதனின் எடை (உந்து விசை),
F = mg = 90 AA × 10 மீவி-2 = 900 நியூட்டன்
அழுத்தம், P = F/
A = 900 நியூட்டன்/0.036 மீ2
= 25000 பாஸ்கல்