Tag: Science

Grade 10 Unit 02 Science Notes (Tamil Medium)

உங்கள் அன்றாட வாழ்வை ஒரு நிமிடம் சிந்தித்துப் பாருங்கள். காலையில் எழுந்து அவசரமாகப் பள்ளிக்குச் செல்கிறீர்கள், மாலையில் மைதானத்தில் உற்சாகமாக ஓடுகிறீர்கள். இவை எல்லாமே ‘இயக்கம்’ தான். ஆனால், இந்த இயக்கம் என்பது வெறும் காலடியில் கடக்கும் பாதை மட்டும் தானா? ஒரு சுவாரசியமான கேள்வியோடு தொடங்குவோம்: நீங்கள் ஒரு மைதானத்தை ஒரு முழுச் சுற்று சுற்றிவிட்டு, மீண்டும் புறப்பட்ட இடத்திற்கே வந்து நின்றால், விஞ்ஞானத்தின் படி நீங்கள் அடைந்த இடப்பெயர்ச்சி ‘பூச்சியம்’ என்று சொன்னால் நம்புவீர்களா? ஆம், இங்கே தான் ‘தூரம்’ மற்றும் ‘இடப்பெயர்ச்சி’ ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான அந்த மாயாஜால வித்தியாசம் ஒளிந்துள்ளது. வாருங்கள், நேர்க்கோட்டு இயக்கத்தின் இந்த சுவாரசியமான ரகசியங்களை ஒவ்வொன்றாகப் பார்ப்போம்!

தூரம் மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி

பெளதீகவியலில் தூரம் (Distance) மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி (Displacement) ஆகிய இரண்டுக்கும் மிகத் தெளிவான எல்லைக்கோடு உண்டு. ஒரு பொருள் பயணித்த பாதையின் மொத்த நீளம் ‘தூரம்’ எனப்படும். ஆனால், அந்தப் பொருளின் ஆரம்ப இடத்திற்கும் இறுதி இடத்திற்கும் இடையிலான மிகக்குறுகிய நேர்க்கோட்டுத் தூரமே ‘இடப்பெயர்ச்சி’ ஆகும்.

வாருங்கள், ஒரு குட்டி உதாரணத்தின் மூலம் இந்த வித்தியாசத்தைப் பார்ப்போம். ஒரு மாணவர் தனது வீட்டிலிருந்து பாடசாலைக்குச் செல்கிறார். அவர் செல்லும் பாதை இதோ:

• வீட்டிலிருந்து (A) ஒரு புள்ளிக்கு (B) 100m நடக்கிறார்.
• அங்கிருந்து மற்றுமொரு புள்ளிக்கு (C) 400m நடக்கிறார்.
• இறுதியாகப் பாடசாலையை (D) அடைய 300m நடக்கிறார்.

இங்கு அந்த மாணவர் கடந்து வந்த மொத்த தூரம் = 100m + 400m + 300m = 800m. ஆனால், அவரது வீட்டிலிருந்து பாடசாலைக்கு உள்ள நேரடி நேர்க்கோட்டுத் தூரம் (இடப்பெயர்ச்சி) வெறும் 500m மட்டுமே!

“தூரம் பயணிக்கும் பாதையில் தங்கியிருக்கும். ஆனால் இடப்பெயர்ச்சியானது பாதையில் தங்கியிருக்காமல் ஒரு மாறாப் பெறுமானத்தைக் கொண்டிருக்கும்.”

நீங்கள் ஓடினாலும் உங்கள் இடப்பெயர்ச்சி ‘பூச்சியம்’ ஆகமுடியுமா?

நிச்சயமாக முடியும்! இது தான் இடப்பெயர்ச்சியின் ஆச்சரியமான பண்பு. இடப்பெயர்ச்சி என்பது திசையை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

உதாரணத்திற்கு, நீங்கள் ஒரு நேர்க்கோட்டுப் பாதையில் 60m தூரம் முன்னோக்கிச் செல்கிறீர்கள். பிறகு அதே பாதையில் மீண்டும் 60m பின்னோக்கி வந்து, சரியாகப் புறப்பட்ட இடத்திலேயே நிற்கிறீர்கள். இப்போது நீங்கள் நடந்த மொத்த தூரம் 120m. ஆனால் உங்கள் இடப்பெயர்ச்சி? 60m + (-60m) = 0!

அதாவது, நீங்கள் எவ்வளவு வேகமாக ஓடினாலும், எவ்வளவு தூரம் சுற்றினாலும், இறுதியில் புறப்பட்ட இடத்திற்கே வந்து சேர்ந்தால், விஞ்ஞானத்தின் பார்வையில் உங்கள் இடப்பெயர்ச்சி பூச்சியமே. நீங்கள் தொடங்கிய இடத்திலேயே உங்கள் பயணம் முடிவடைவதை இது குறிக்கிறது.

கதி(Speed) மற்றும் வேகம்(Velocity): திசை காட்டும் வித்தியாசம்

நாம் அன்றாடப் பேச்சில் கதியையும் வேகத்தையும் ஒன்றாகவே கருதுகிறோம். ஆனால் ஒரு விஞ்ஞான ஆசிரியராக நான் சொல்ல விரும்புவது இதுதான்: திசை தான் இவற்றுக்கு இடையேயான உயிர்நாடி!

• கதி (Speed): இது ஓரலகு நேரத்தில் ஒரு பொருள் பயணித்த தூரம். இது பாதையின் நீளத்தை மட்டுமே சார்ந்தது, திசையை அல்ல. எனவே இது ஒரு எண்ணிக் கணியம் (Scalar).
• வேகம் (Velocity): இது ஓரலகு நேரத்தில் ஏற்படும் இடப்பெயர்ச்சி மாற்ற வீதம். இதற்குப் பருமன் மற்றும் திசை ஆகிய இரண்டுமே அவசியம். எனவே இது ஒரு காவிக் கணியம் (Vector).

ஒரு முக்கியமான உதாரணத்தைப் பார்ப்போம். 200m ஓட்டப்பந்தயப் பாதையில் ஒரு வீரர் ஓடுகிறார் என வைத்துக்கொள்வோம். அவர் வளைந்த பாதையில் ஓடும்போது அவரது கதி மாறாமல் இருக்கலாம். ஆனால், அவர் வளைவில் திரும்பும்போது ஒவ்வொரு கணமும் அவரது திசை மாறுகிறது. திசை மாறுவதால், கதி மாறாவிட்டாலும் அவரது வேகம்(Velocity) மாறிக் கொண்டே இருக்கிறது.

ஆர்முடுகலும் அமர்முடுகலும் (வேகத்தின் ஏற்றஇறக்கங்கள்)

இயக்கமானது எப்போதும் ஒரே சீராக இருப்பதில்லை. வேகம் கூடும் அல்லது குறையும்.

• ஆர்முடுகல் (Acceleration): காலத்துடன் வேகம் அதிகரிப்பதை ‘ஆர்முடுகல்’ என்கிறோம்.
• அமர்முடுகல் (Retardation): காலத்துடன் வேகம் குறைவதை (மறை ஆர்முடுகல்) ‘அமர்முடுகல்’ என்கிறோம்.

வாகன நெரிசலில் அடிக்கடி வேகத்தை மாற்றுவது எரிபொருள் விரயத்திற்கு வழிவகுக்கும். ஏனெனில், குறைக்கப்பட்ட வேகத்தை மீண்டும் அதிகரிக்க இயந்திரத்திற்கு ‘மேலதிக விசை’ (Extra force) தேவைப்படுகிறது. இதுபோன்ற சீரற்ற இயக்கங்களின்போது ‘சராசரி கதி’ (Average Speed) மற்றும் ‘சராசரி வேகம்’ ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுவது நமது பயணத்தைத் திட்டமிட உதவும்.

கண்ணுக்குத் தெரியாத அந்த 10 ms⁻² ஆர்முடுகல்

இயற்கையில் மிகச்சிறந்த ஆர்முடுகலுக்கு உதாரணம் ‘புவியீர்ப்பு’ ஆகும். ஒரு பொருளை மேலிருந்து கீழே விழச் செய்யும்போது, புவியீர்ப்பு விசையின் காரணமாக அதன் வேகம் சீராக அதிகரிக்கிறது.

இதனைப் புவியீர்ப்பினால் ஏற்படும் ஆர்முடுகல் (g) என்கிறோம். இதன் பெறுமானம் அண்ணளவாக 10 ms⁻² ஆகும். இதன் பொருள் என்ன தெரியுமா?

• ஒரு பொருள் மேலிருந்து கீழே விழும்போது, அதன் வேகம் ஒவ்வொரு செக்கனும் 10 ms⁻¹ வீதம் அதிகரித்துக்கொண்டே செல்லும். (உதாரணமாக: 0, 10, 20, 30, 40 ms⁻¹…)
• அதேபோல், ஒரு பொருளைச் செங்குத்தாக மேல்நோக்கி எறியும்போது, புவியீர்ப்புக்கு எதிராகச் செல்வதால் அதன் வேகம் ஒவ்வொரு செக்கனும் 10 ms⁻¹ வீதம் குறைந்துகொண்டே செல்லும் (மறை பெறுமானம்).

நேர்க்கோட்டு இயக்கம் என்பது வெறும் கணக்கு மட்டுமல்ல, அது நம் வாழ்வின் ஒவ்வொரு அசைவிலும் உள்ள விஞ்ஞானம். தூரம், இடப்பெயர்ச்சி, வேகம், ஆர்முடுகல் என நாம் பார்த்த இந்தப் பாடங்கள் அண்டத்தில் உள்ள கோள்கள் முதல் சாலையில் செல்லும் வாகனம் வரை அனைத்தையும் சீராக இயக்குகின்றன.இனி இப்பாடம் தொடர்பான முழு வீடியோ விளக்கத்தையும் தொகுக்கப்பட்ட குறிப்புக்களையும் கீழே காணலாம்.