எடையின்மை பொருளின் எடை - விடுபடு வேகம் மற்றும் சுற்றியக்க வேகம்

எடையின்மை பொருளின் எடை

புவியில் உள்ள ஒவ்வொரு பொருளும், புவியின் ஈர்ப்பு விசையால் கவரப்படுகின்றன. 'm' நிறை உடைய பொருளின் மீது செயல்படும் ஈர்ப்பியல் விசை mg ஆகும். இவ்விசையானது எப்பொழுதுமே கீழ்நோக்கியும், புவியின் மையம் நோக்கியும் செயல்படும். தரையின் மேல் நாம் நிற்கும்போது, நம்மீது இரு விசைகள் செயல்படுகின்றன.

ஒன்று, கீழ்நோக்கி செயல்படும் ஈர்ப்பு விசை மற்றொன்று தரையினால் நம்மீது செலுத்தப்படும் மேல்நோக்கிய செங்குத்து விசை. இவ்விசையே நம்மை ஓய்வு நிலையில் வைத்திருக்கிறது. ஒரு பொருளின் எடை  ஆனது கீழ்நோக்கிய விசையாகும். இந்த எடையின் எண் மதிப்பானது அப்பொருளை தரையைப் பொறுத்து ஓய்வு - நிலையிலோ அல்லது மாறாத திசைவேகத்திலோ வைத்திருக்க செலுத்த வேண்டிய மேல்நோக்கிய விசையின் எண் மதிப்புக்கு சமம் ஆகும். எடையின் திசையும், புவியீர்ப்பு விசையின் திசையிலேயே குறிக்கப்படுகிறது. எனவே ஒரு பொருளை தரையில் ஓய்வு நிலையில் வைத்திருக்க தரையானது 'mg' அளவுள்ள விசையை மேல்நோக்கி செலுத்துகிறது. எனவே எடையின் எண் மதிப்பு W = N = mg ஆகும். எடையின் எண் மதிப்பு mg ஆக இருந்தாலும், எடையும் பொருளின் மீது செயல்படும் ஈர்ப்பு விசையும் ஒன்றல்ல என்பதை நாம் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

மின் உயர்த்திகளில் தோற்ற எடை 

மின் உயர்த்தி இயங்க ஆரம்பிக்கும் போதும், நிறுத்தப்படும் போதும் மின் உயர்த்தியினுள் இருப்பவர்கள் ஒரு குலுங்கலை (Jerk) உணர்வார்கள். ஏன் அவ்வாறு நிகழ்கிறது? இந்த நிகழ்வை விளக்குவதற்கு, எடையின் கருத்தாக்கத்தை புரிந்து கொள்ளுதல் முக்கியமான ஒன்றாகும். கீழ்க்கண்ட சூழல்களில் ஒரு மனிதர் மின் உயர்த்தியில் நிற்கின்றார் என்க. 

மின் உயர்த்தியில் நிற்கும் மனிதர் மீது இரு விசைகள் செயல்படுகின்றன. 

1. கீழ்நோக்கி செயல்படும் ஈர்ப்பு விசை. நாம் செங்குத்து திசையினை நேர் y அச்சு திசை என எடுத்துக்கொண்டால், அந்த மனிதர் மீது செயல்படும் ஈர்ப்பியல் விசை

2. மின் உயர்த்தியின் தளத்தினால் மனிதர் மீது செலுத்தப்படும் மேல்நோக்கிய செங்குத்து விசை

நிகழ்வு (i) மின் உயர்த்தி ஓய்வு நிலையில் உள்ள போது 

மனிதரின் முடுக்கம் சுழி ஆகும். எனவே மனிதர் மீது செயல்படும் மொத்த விசையும் சுழியாகும். நியூட்டனின் இரண்டாம் விதிப்படி

வெக்டர் கூறுகளை ஒப்பிட்டால் நாம் பெறுவது

என எழுதலாம்.

எனவே எடை W = N என்பதால் மனிதரின் தோற்ற எடை அவரின் உண்மை எடைக்கு சமம். 

நிகழ்வு (ii) மேல்நோக்கி அல்லது கீழ்நோக்கி மின்உயர்த்தி சீராக இயங்கும் போது

சீரான இயக்கத்தின் போதும் (மாறாததிசைவேகம்) மனிதர் மீது செயல்படும் மொத்த விசையும் சுழியே. எனவே இந்த நிகழ்வின் போதும் மனிதரின் தோற்ற எடை அவரின் உண்மை எடைக்குச் சமம். இது படம் 6.23 (a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது

நிகழ்வு (iii) மின்உயர்த்தி மேல்நோக்கி முடுக்கப்படும் போது 

மேல்நோக்கிய முடுக்கத்துடன் மின் உயர்த்தி இயங்குகிறது எனில் தரையைப் பொறுத்து (நிலைமக் குறிப்பாயம்) நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியை பயன்படுத்தினால், நமக்கு கிடைப்பது

மேற்கண்ட சமன்பாட்டை செங்குத்து திசையின் அலகு வெக்டர்களை பயன்படுத்தி எழுதுவோம்.

வெக்டர் கூறுகளை ஒப்பிட

இது படம் 6.23 (b) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது 

எனவே மனிதரின் தோற்ற எடை அவரின் உண்மை எடையை விட அதிகம்.

நிகழ்வு (iv) மின்உயர்த்தி கீழ்நோக்கி முடுக்கப்படும் போது

மின் உயர்த்தியானது கீழ்நோக்கிய முடுக்கத்துடன்  இயங்குகிறது எனில் நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியை பயன்படுத்தி நாம் பெறுவது

மேற்கண்ட சமன்பாட்டை செங்குத்து திசையின் அலகு வெக்டர்களை பயன்படுத்தி எழுதுவோம்.

வெக்டர் கூறுகளை இருபுறமும் ஒப்பிட நாம் பெறுவது

எனவே மனிதரின் தோற்ற எடை {W=N = (m (g-a)}அவரின் உண்மை எடையைவிட குறைவு. இது படம் 6.23 (c) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

தானே கீழே விழும் பொருள்களின் எடையின்மை

தானே கீழே விழும் பொருள்கள் ஈர்ப்பியல் விசையை மட்டுமே உணர்கின்றன. தடையின்றி தானே விழுவதால் அவை எந்த பரப்புடனும் தொடர்பு இல்லாமல் உள்ளன. (காற்றின் உராய்வு விசை புறக்கணிக்கப்படுகிறது). எனவே பொருளின் மீது செயல்படும் செங்குத்து விசை சுழியாகும். பொருளின் கீழ்நோக்கிய முடுக்கம் புவியின் ஈர்ப்பு முடுக்கத்திற்குச் சமம். அதாவது a = g. எனவே சமன்பாடு (6.69) இருந்து

இதனையே எடையின்மை நிலை என்கிறோம். மின் உயர்த்தி கீழ் நோக்கிய முடுக்கம் (a = g)ல் விழும்போது, மின் உயர்த்தியின் உள்ளே இருக்கும் மனிதர் எடையின்மை நிலையை அல்லது தானாகவே கீழே விழும் நிலையை உணர்வார். இது படம் (6.23(d)) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

மரத்திலிருந்து ஆப்பிள் விழ ஆரம்பிக்கும்போது ஆப்பிளுக்கு எடையில்லை. ஆனால் நியூட்டனின் தலை மீது விழுந்த போது ஆப்பிள் எடையினைப் பெற்றது. அதன்மூலம் நியூட்டன் இயற்பியலை பெற்றார்.

விண்வெளிக் கலத்தில் எடையின்மை

புவியை சுற்றிவரும் விண்வெளிக்கலத்தில் உள்ள விண்வெளி வீரர்கள் மீது எவ்வித ஈர்ப்பியல் விசையும் செயல்படாது என்ற ஒரு தவறான கருத்து நிலவுகிறது. உண்மையில் புவியின் பரப்புக்கு அருகே புவியினை வலம் வரும் விண்வெளிகலம் புவியின் ஈர்ப்பு விசைக்கு உட்படும். அதே ஈர்ப்பியல் விசையை விண்வெளி கலத்தில் உள்ள விண்வெளி வீரர்களும் உணர்வார்கள். இதன் காரணமாக அவர்கள் கலத்தின் தரை மீது எவ்வித விசையையும் செலுத்துவது இல்லை . எனவே கலத்தின் தரையும் அவர்கள் மீது எவ்வித செங்குத்து விசையையும் செலுத்துவது இல்லை. ஆகவே விண்வெளி கலத்தில் உள்ள வீரர்கள் எடையின்மை நிலையில் உள்ளனர். விண்வெளி வீரர்கள் மட்டுமல்ல. விண் கலத்தில் உள்ள அனைத்து பொருள்களும் எடையின்மை நிலையில் உள்ளன. இதனை தானாக கீழே விழும் நிலையுடன் ஒப்பிடலாம். இது படம் (6.24) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.