കഴിഞ്ഞ പോസ്റ്റില് നമ്മള് ന്യൂട്ടന്റെ ഒന്നാം ചലന നിയമത്തെകുരിച്ചും ജടത്വത്തെ കുറച്ചും പഠിച്ചു.ഇന്ന് നമുക്ക് ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാം ചലന നിയമത്തെ പരിചയപ്പെടാം, രണ്ടാം ചലനനിയമത്തില് ന്യൂട്ടണ് ബലം എന്താണെന്ന് നിര്വചിക്കുകയാണ് ചെയ്തിട്ടുള്ളത്.കൂടാതെ ഈ നിയമത്തിലൂടെ ബലം കാണുന്നതിന് ന്യൂട്ടണ് ഒരു സമവാക്യവും നമുക്ക് നല്കുന്നു.നമുക്ക് ന്യൂട്ടന്റെ നിയമത്തിലെക്ക് കടന്നു ചെല്ലാം...
എന്തുകൊണ്ടാണ് വളരെ വേഗത്തില് വരുന്ന ഒരു കല്ല് നമ്മുടെ ദേഹത്ത്തുകൊണ്ടാല് വേദന ഉണ്ടാകുന്നത്?കുറച്ചു കൂടി വേഗത കുറഞ്ഞ ഒരു കല്ലാണ് ദേഹത്ത്തുകൊണ്ടാതെന്കില് ഇത്രയും വേദന ഉണ്ടാകുമായിരുന്നോ?അതായത് ചാലിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഏതൊരു വസ്തുവിനും മറ്റൊരു വസ്തുവിന്മേല് ആഘാതം എല്പ്പിക്കുവനുള്ള കഴിവുണ്ട്.വസ്തുക്കളുടെ ഈ കഴിവിനെ നാം ആക്കം എന്നുവിളിക്കുന്നു.ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന് മാത്രമേ ആക്കം ഉണ്ടാവുകയുള്ളൂ.കൂടാതെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ആക്കം ആ വസ്തുവിന്റെ മാസ്സിനെയും (പിണ്ഡം)(ഭാരം/9.81) വസ്തുവിന്റെ വേഗതയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
അതായത്, ആക്കം= മാസ് x േവഗത ,
അതായത് മാസും വേഗതയും കൂടിയ വസ്തുക്കള്ക്ക് ആക്കവും കൂടുതലായിരിക്കും,ഇനി പറയൂ.... ഒരേ വേഗതയില് പോകുന്ന കാറും ലോറിയും ആരെയെങ്കിലും ഇടിച്ചാല് ഏത് വണ്ടി ഇടിച്ചവര്ക്കയിരിക്കും കൂടുതല് വേദന പട്ടിയിട്ടുണ്ടാവുക?
ആക്കമുള്ള ഒരു വസ്തു(അതായത് ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന) മറ്റൊരു വസ്തുവിനെ ഇടിക്കുമ്പോള് വേദന അനുഭവപ്പെടാന് കാരണം എന്താണ്?രണ്ടു വസ്തുക്കളും സമ്പര്ക്കത്തില് വരുന്ന സമയത്ത് ബലം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുണ്ട്.ഈ കൈമാറ്റമാണ് വേദന അനുഭവപ്പെടാന് കാരണം.ന്യൂട്ടണ് ഈ ആക്ക കൈമാറ്റത്തെ ബലവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തി,അദ്ദേഹം ആക്ക കൈമാറ്റ നിരക്കിനെ ബലം എന്ന് വിളിച്ചു,അതായത്
ബലം = ആക്ക കൈമാറ്റ നിരക്ക്
= ആക്ക വ്യത്യാസം / സമയം
ഒരു വസ്തുവിനുണ്ടാകുന്ന ആക്ക വ്യത്യാസം വസ്തുവിനെ മാസ് സ്ഥിരമാനെന്കില് വേഗതയിലുള്ള വ്യ്സ്ത്യസത്തിനു തുല്യമാണ്.സാധാരണ സന്ദര്ഭങ്ങളില് വസ്തുക്കളുടെ മാസ് സ്ഥിരമായിരിക്കും.എന്നാല് രോക്കട്ടുകളിലും മറ്റും മാസ്സില് വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകാറുണ്ട് .
അങ്ങനെ വരുമ്പോള്
ബലം = മാസ് x (വേഗതാ വ്യത്യാസം) /സമയം
വേഗത വ്യത്യാസം / സമയം -ത്തെ നാം ത്വരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു,എങ്കില്
ബലം(F) = മാസ് (M)x ത്വരണം (a)
ബലത്തിന്റെ യൂണിറ്റാണ് ന്യൂട്ടണ് (N),ഒരു ന്യൂട്ടണ് ബലം എന്നാല് 1കിലോഗ്രാം മാസ്സുള്ള ഒരു വസ്തുവിന് 1m/s2 ത്വരണം ഉണ്ടാക്കനവശ്യമായ ബലം ആണ്.(ത്വരണത്തിന്റെ യൂണിറ്റാണ് m/s2,മീറ്റര്/ സെക്കന്ഡ് 2.)
ന്യൂട്ടന്റെ ഈ നിയമം കടന്നു വരുന്ന ചില ഉദാഹനങ്ങള് നോക്കാം
1.ക്രിക്കറ്റ് കളിക്കാര് ബോള് പിടിക്കുന്നത് കണ്ടിട്ടിലെ?ബോള് പിടിക്കുമ്പോള് അവര് എന്തിനാണ് കൈ പിറകോട്ടു കൊണ്ടുവരുന്നത്?ബോള് നല്ല വേഗതയിലാണ് വരുന്നത്,അതുകൊണ്ടുതന്നെ നല്ല ആക്കവും ഉണ്ടാകും.കൈ പിരകൊട്റ്റ് കൊണ്ട് വരുമ്പോള് ബോളുമായി കൂടുതല് സമയം സമ്പര്ക്കത്തില് വരുന്നു,ഇതുവഴി പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലം കുറയുകയും,വേദന കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഇനിയും ഒരുപാട് സന്ദര്ഭങ്ങളില് നാം ന്യൂട്ടന്റെ ഈ നിയമം പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ട്,അവ കൂട്ടുകാര് കണ്ടെത്തൂ....ഇവിടെ പങ്കുവേക്ക്ു.....
പ്രവര്ത്തനം
ഇനിയൊരു പ്രവര്ത്തനം ചെയ്തു നോക്കാം .രണ്ടു വ്യത്യസ്ത ഭാരമുള്ള കല്ലുകള് തിരഞ്ഞെടുക്കുക ,അവയെ കയറുകള് കൊണ്ട കെട്ടി വലിക്കാന് ശ്രമിക്ക്ു,ഏത് കല്ല് വലിക്കുവാനാണ് കൂടുതല് പ്രയാസം?ന്യൂട്ടന്റെ നിയമവുമായി ബന്ടപ്പെടുത്തി വിശദമാക്കൂ.
എന്തുകൊണ്ടാണ് വളരെ വേഗത്തില് വരുന്ന ഒരു കല്ല് നമ്മുടെ ദേഹത്ത്തുകൊണ്ടാല് വേദന ഉണ്ടാകുന്നത്?കുറച്ചു കൂടി വേഗത കുറഞ്ഞ ഒരു കല്ലാണ് ദേഹത്ത്തുകൊണ്ടാതെന്കില് ഇത്രയും വേദന ഉണ്ടാകുമായിരുന്നോ?അതായത് ചാലിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഏതൊരു വസ്തുവിനും മറ്റൊരു വസ്തുവിന്മേല് ആഘാതം എല്പ്പിക്കുവനുള്ള കഴിവുണ്ട്.വസ്തുക്കളുടെ ഈ കഴിവിനെ നാം ആക്കം എന്നുവിളിക്കുന്നു.ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന് മാത്രമേ ആക്കം ഉണ്ടാവുകയുള്ളൂ.കൂടാതെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ആക്കം ആ വസ്തുവിന്റെ മാസ്സിനെയും (പിണ്ഡം)(ഭാരം/9.81) വസ്തുവിന്റെ വേഗതയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
അതായത്, ആക്കം= മാസ് x േവഗത ,
അതായത് മാസും വേഗതയും കൂടിയ വസ്തുക്കള്ക്ക് ആക്കവും കൂടുതലായിരിക്കും,ഇനി പറയൂ.... ഒരേ വേഗതയില് പോകുന്ന കാറും ലോറിയും ആരെയെങ്കിലും ഇടിച്ചാല് ഏത് വണ്ടി ഇടിച്ചവര്ക്കയിരിക്കും കൂടുതല് വേദന പട്ടിയിട്ടുണ്ടാവുക?
ആക്കമുള്ള ഒരു വസ്തു(അതായത് ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന) മറ്റൊരു വസ്തുവിനെ ഇടിക്കുമ്പോള് വേദന അനുഭവപ്പെടാന് കാരണം എന്താണ്?രണ്ടു വസ്തുക്കളും സമ്പര്ക്കത്തില് വരുന്ന സമയത്ത് ബലം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുണ്ട്.ഈ കൈമാറ്റമാണ് വേദന അനുഭവപ്പെടാന് കാരണം.ന്യൂട്ടണ് ഈ ആക്ക കൈമാറ്റത്തെ ബലവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തി,അദ്ദേഹം ആക്ക കൈമാറ്റ നിരക്കിനെ ബലം എന്ന് വിളിച്ചു,അതായത്
ബലം = ആക്ക കൈമാറ്റ നിരക്ക്
= ആക്ക വ്യത്യാസം / സമയം
ഒരു വസ്തുവിനുണ്ടാകുന്ന ആക്ക വ്യത്യാസം വസ്തുവിനെ മാസ് സ്ഥിരമാനെന്കില് വേഗതയിലുള്ള വ്യ്സ്ത്യസത്തിനു തുല്യമാണ്.സാധാരണ സന്ദര്ഭങ്ങളില് വസ്തുക്കളുടെ മാസ് സ്ഥിരമായിരിക്കും.എന്നാല് രോക്കട്ടുകളിലും മറ്റും മാസ്സില് വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകാറുണ്ട് .
അങ്ങനെ വരുമ്പോള്
ബലം = മാസ് x (വേഗതാ വ്യത്യാസം) /സമയം
വേഗത വ്യത്യാസം / സമയം -ത്തെ നാം ത്വരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു,എങ്കില്
ബലം(F) = മാസ് (M)x ത്വരണം (a)
ബലത്തിന്റെ യൂണിറ്റാണ് ന്യൂട്ടണ് (N),ഒരു ന്യൂട്ടണ് ബലം എന്നാല് 1കിലോഗ്രാം മാസ്സുള്ള ഒരു വസ്തുവിന് 1m/s2 ത്വരണം ഉണ്ടാക്കനവശ്യമായ ബലം ആണ്.(ത്വരണത്തിന്റെ യൂണിറ്റാണ് m/s2,മീറ്റര്/ സെക്കന്ഡ് 2.)
ന്യൂട്ടന്റെ ഈ നിയമം കടന്നു വരുന്ന ചില ഉദാഹനങ്ങള് നോക്കാം
1.ക്രിക്കറ്റ് കളിക്കാര് ബോള് പിടിക്കുന്നത് കണ്ടിട്ടിലെ?ബോള് പിടിക്കുമ്പോള് അവര് എന്തിനാണ് കൈ പിറകോട്ടു കൊണ്ടുവരുന്നത്?ബോള് നല്ല വേഗതയിലാണ് വരുന്നത്,അതുകൊണ്ടുതന്നെ നല്ല ആക്കവും ഉണ്ടാകും.കൈ പിരകൊട്റ്റ് കൊണ്ട് വരുമ്പോള് ബോളുമായി കൂടുതല് സമയം സമ്പര്ക്കത്തില് വരുന്നു,ഇതുവഴി പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലം കുറയുകയും,വേദന കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഇനിയും ഒരുപാട് സന്ദര്ഭങ്ങളില് നാം ന്യൂട്ടന്റെ ഈ നിയമം പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ട്,അവ കൂട്ടുകാര് കണ്ടെത്തൂ....ഇവിടെ പങ്കുവേക്ക്ു.....
പ്രവര്ത്തനം
ഇനിയൊരു പ്രവര്ത്തനം ചെയ്തു നോക്കാം .രണ്ടു വ്യത്യസ്ത ഭാരമുള്ള കല്ലുകള് തിരഞ്ഞെടുക്കുക ,അവയെ കയറുകള് കൊണ്ട കെട്ടി വലിക്കാന് ശ്രമിക്ക്ു,ഏത് കല്ല് വലിക്കുവാനാണ് കൂടുതല് പ്രയാസം?ന്യൂട്ടന്റെ നിയമവുമായി ബന്ടപ്പെടുത്തി വിശദമാക്കൂ.
4 comments:
ആശംസകള് @ പുണ്യവാളന്
അരുണ്, ശാസ്ത്രം ഏറ്റവും വലുതും മനോഹരവും പ്രാധാന്യം എറിയതുമാണ്. അതിനെ ഇങ്ങനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുനത് ഏറ്റവും ഉല്ക്രിഷ്ടം തന്നെ. എല്ലാ ഭാവുകങ്ങളും....
ഹായ്
നല്ല രചന. നന്നായി മനസ്സിലായി.
നന്ദി
ഒരു അഭിപ്രായം പോസ്റ്റ് ചെയ്യൂ