மாணவர்களின் கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்கிறார் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன் மத்திய அரசு விஞ்ஞானி

1. விண்ணில் செலுத்தப்படும் ராக்கெட், பக்கவாட்டில் சாயாமல் செங்குத்தாக மேல் நோக்கி எப்படிச் செல்கிறது?

ஜே.சி.தீபக், 6ம் வகுப்பு, ஆக்ஸ்ஃபோர்டு மெட்ரிக் பள்ளி, உடுமலைப்பேட்டை.

நியூட்டனின் மூன்றாம் விதிதான், ராக்கெட் தத்துவத்தின் அடிப்படை. ஒவ்வொரு வினைக்கும் (action) அதற்கு இணையான எதிர்வினை உண்டு. எனவே ராக்கெட் கொதிகலனில் எரிபொருள் எரிந்து அதன் நாசி (nozzle) எனப்படும் வெளிப்போக்குக் குழாய் வழி வெளியேறும்போது, அதற்கு எதிர்திசையில் ராக்கெட் மீது உந்தம் ஏற்படும். எனவே ராக்கெட் நேராகச் செல்ல வேண்டும்.

வெளியே வரும் எரிந்த புகை, அமளிதுமளியாக வெளிப்படுவதால், அதன் எதிர்வினை மிகச் சரியாக ஒரே திசையில் எப்போதும் இருக்காது. எனவே, அவ்வப்போது ராக்கெட் மீது வெவ்வேறு திசைகளில் விசை ஏற்படலாம். அப்போது ராக்கெட் அதன் திசையிலிருந்து தடுமாறலாம்.

அந்த நிலையில், மறுபடி ராக்கெட்டை அதன் பாதைக்குத் திருப்பும்படியாக நவீன ராக்கெட்களில் சுழல் இயக்கி நாசிவாய் (Gimbal Nozzle) வைத்துள்ளனர். படகின் திசை திருப்பியான 'சுக்கான்' போல, நாசிவாயின் திசையை அங்கும் இங்கும் மாற்றி வைக்க முடியும்.

இடப்பக்கமாக ராக்கெட் தடுமாறிச் சென்றால் நாசிவாயை சற்றே வலப்பக்கமாகச் சுழற்றுவதன் மூலம் சமன் செய்துவிடலாம். ராக்கெட் சாயும் திசைக்கு எதிர் திசையில் நாசிவாயைச் சுழற்றினால், எதிர் உந்தம் ஏற்பட்டு ராக்கெட் சமன் அடையும். கணினி உதவியுடன் இவை தானாகச் செயல்படும்.

ஆனாலும், ராக்கெட் மேலே எழும்போது, நேராக மேல்நோக்கிச் செலுத்துவது போலத் தோன்றினாலும், நேராக மேலே செலுத்துவதில்லை. வளைவான பாதையில் செலுத்தினால்தான் அது பூமியை சுற்றும்படி செய்யமுடியும். இவ்வாறு வளைவான பாதையில் செலுத்தவும் சுழல் இயக்கி நாசிவாய் கைகொடுக்கிறது.

2. ஹைட்ரஜன் தொழில்நுட்பத்தில் இருந்து எப்படி மின்சாரம் கிடைக்கிறது?

எஸ்.முகுந்தன், ஜெய்கோபால் கரோடியா இந்து வித்யாலயா மெட்ரிக் பள்ளி, சென்னை.

எல்லாவிதமான வெப்ப உமிழ் மின்வேதியியல் வினையில், மின்னேற்றம் நேரடியாகப் பகிர்ந்து கொள்ளப்படுகிறது. ஆக்சிஜனுடன் ஹைட்ரஜன் உடனடியாக வினைபுரிந்து, ஹைட்ரஜன் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையும். ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்த ஹைட்ரஜன்தான், தண்ணீர் (H2O). இந்த வினையின்போது, பெருமளவு ஆற்றல் வெப்பமாக வெளியேறி நீரும் உருவாகும்.

பிளாட்டினம் போன்ற வேதிவினை ஊக்கியால் இதே நிகழ்வைச் செய்தால் முதலில் ஹைட்ரஜன் அயனியாக மாறி எலக்ட்ரானை நேர் மின்முனையில் (Anode) ஏற்றும். இந்த எலக்ட்ரான் சுற்றிவந்து எதிர் மின்முனையில் (Cathode) ஆக்சிஜனுடன் சேர்ந்து, ஹைட்ரஜனைப் பிணைத்து நீர் உருவாகும்.

இடையில் எலக்ட்ரான் சுற்றி வருவதால், மின்சுற்று ஏற்பட்டு மின்சாரம் உருவாகும். இந்த வேதிவினையில் வெப்ப ஆற்றல் வெளிப்படுவதற்குப் பதிலாக, மின்னாற்றல் வெளிப்படுகிறது என்பதே சிறப்பு. ஹைட்ரஜன் இயற்கையில் எளிதாகத் தனியாகக் கிடைக்காது. எனவே ஆற்றலைச் செலவழித்து, சுத்தமான ஹைட்ரஜனை தயாரிக்க வேண்டும். சூழலைப் பாதிக்காத இந்தத் தொழில்நுட்பத்தைப் பலரும் வரவேற்கின்றனர்.



3. சக்தி அதிகம் வாய்ந்த புலி, சிங்கம் போன்ற விலங்குகள் இருக்கும்போது, இயந்திரங்களின் திறனை 'குதிரை சக்தி' என்று ஏன் குறிப்பிடுகிறோம்?

வி.சந்தானகோபாலன், மதுரை.

சிங்கத்தைப் பூட்டி யாரும் வண்டியோட்டியது இல்லை; புலியை நுகத்தடியில் கட்டி செக்கை ஆட்டியது இல்லை. ஐரோப்பாவில் அந்தக் காலத்தில் இயந்திரங்களை இயக்க, குதிரைகளே பயன்பட்டு வந்தன. நவீன நீராவி இன்ஜின்கள் வந்தபோது, அவை எவ்வளவு திறன் (power) வாய்ந்தவை எனக் கூற ஒப்பீட்டளவில் குதிரையின் ஆற்றலோடு சமன்படுத்திக் கூறப்பட்டது. அதுவே மாறி 'குதிரை சக்தி' என இன்றளவும் அழைக்கப்படக் காரணமாக இருக்கிறது. இதற்கு சுழி போட்டவர் ஜேம்ஸ் வாட்.

வாட் முதலியோர் தயாரித்த நீராவி இன்ஜினை விற்பனை செய்யும்போது, அந்த இன்ஜின் எத்தனை குதிரைகளை ஈடு செய்யும் என எடுத்துக்கூறி விற்பனை செய்ய வேண்டியிருந்தது. எடுத்துகாட்டாக, அவர் தயாரித்த ஒரு இன்ஜின் திறன் 200 குதிரை சக்தி கொண்டது. அதாவது 200 குதிரைகளும், அவற்றைப் பராமரிக்க குதிரை லாயமும் இல்லாமல் ஒரே ஓர் இன்ஜின் கொண்டு தமது உற்பத்தியை உயர்த்தலாம் என முதலாளிகள் உணர, வாட் இன்ஜின்கள் எளிதாக விற்பனையாகின. ஏனைய இன்ஜின் தயாரிப்பாளர்களும் இதே உத்தியைப் பயன்படுத்தியதால் குதிரை சக்தி எனும் கருத்து எல்லாவகை இன்ஜின்களின் திறனை அளக்கும் அளவையாக தரம் பெற்றது.

இன்று மின்னியக்கி முதல் எல்லா இன்ஜின்களின் ஆற்றல் குதிரை சக்தியில் அளவிடப்படுகிறது. எனினும் நவீன SI அளவை முறையில், குதிரை சக்தி எனும் அளவைக் கைவிடப்பட்டு, ஜேம்ஸ் வாட் நினைவாக வாட் (Watt) என்று ஆற்றலின் அளவு வரையறுக்கபட்டுள்ளது.

ஒரு குதிரை சக்தி, இயந்திர இயக்க அளவையில் 745.7 வாட்.

4. தோலில் மச்சம் இருந்த இடத்தில் சிராய்ப்பு ஏற்பட்டு, புதிய தோல் உருவாகும்போது அதே மச்சம் இருக்குமா?

ச.விக்னேஷ்வரன், 9ம் வகுப்பு, கோலபெருமாள் செட்டி வைணவ மேல்நிலைப் பள்ளி, சென்னை.

தோலில், மேல் தோல், உள்தோல் என இரண்டு அடுக்கு உள்ளது. உள்தோலில் இருக்கும் மெலனோசைட் என்கிற நிறமிப் பொருள் குவிந்த பகுதி மச்சமாக மாறுகிறது. உடலில் ஏதாவது காயம்பட்டால், மேல் தோலில்தான் சிராய்ப்பு ஏற்படும். அதனால், மேல் பகுதியில் மட்டும் தோல் உதிர்ந்து, புதிய தோல் உருவாகும். ஆகவே, தோலில் சிராய்ப்பு மறைந்தாலும் மச்சம் மறையாது.