Moment of Inertia: சுழற்சி இயக்கத்தின் எதிர்ப்பு சக்தி

 ஒரு பொருளை அதன் அச்சைச் சுற்றி சுழல வைக்கும்போது, அந்த சுழற்சிக்கு எதிராக செயல்படும் ஒரு வகையான “எதிர்ப்பு” சக்தி இருக்கிறது. அதனை நாம் மாஸ் மோமெண்டம் அல்லது இனெர்ஷியா வலிமை என அழைக்கிறோம்.

நாம் ஒரு பொருளை நேரில் தள்ளும்போது அது நகரத் தொடங்கும்; அதுபோல், ஒரு பொருளை சுழல வைக்க டார்க் தேவைப்படும். ஆனால், அந்த சுழற்சி எளிதாக ஏற்படுமா இல்லையா என்பதைக் குறிக்கும் அளவுதான் மாஸ் மோமெண்டம் (Moment of Inertia).

---

⚙️ மாஸ் மோமெண்டம் என்றால் என்ன?

மாஸ் மோமெண்டம் என்பது ஒரு பொருள் அதன் அச்சைச் சுற்றி சுழலும்போது, அந்த சுழற்சிக்கு எதிராக செயற்படும் எதிர்ப்பு அளவாகும்.

இது நேரியல் இயக்கத்தில் உள்ள இனெர்ஷியா (Inertia) க்கு சமமானது.

அதாவது,

"பொருள் சுழற்சி நிலையை மாற்றுவது எவ்வளவு கடினமோ, அதனை அளவிடும் தொகை தான் மாஸ் மோமெண்டம்."

---

🔬 கணிதக் கூட்டுறுப்பு (Formula):

முழுமையான வரையறை:

$$I = \sum m_i r_i^2$$

• $I$ → மாஸ் மோமெண்டம் (Moment of Inertia)

• $m_i$ → ஒவ்வொரு சிறு பகுதியின் மாஸ்

• $r_i$ → அந்த பகுதியின் சுழற்சி அச்சிலிருந்து உள்ள தொலைவு

அதாவது, மாஸ் அதிகமாகவும், தொலைவு அதிகமாகவும் இருந்தால், மாஸ் மோமெண்டமும் அதிகமாக இருக்கும்.

---

📦 விஷயத்திற்கேற்ப மாறும் I மதிப்புகள்:

மாஸ் மோமெண்டம் என்பது பொருளின் வடிவம் மற்றும் சுழற்சி அச்சிற்கு எப்படி அமைந்திருக்கிறது என்பதையும் பொருத்தது.

வடிவம்	அச்சு அமைப்பு	மாஸ் மோமெண்டம் (I)
கோளம் (sphere)	மையம் வழியாக	$\frac{2}{5}MR^2$
சுழற்றும் சதுர பட்டம்	மையம் வழியாக	$\frac{1}{12}ML^2$
வளையம் (ring)	மையம் வழியாக	$MR^2$
தட்டு (disc)	மையம் வழியாக	$\frac{1}{2}MR^2$

---

🧭 மாஸ் மோமெண்டம் – வெக்தி இல்லை!

மாஸ் மோமெண்டம் என்பது வெக்தியில்லாத அளவு (scalar quantity). இது ஒரு திசையை குறிக்கவில்லை, ஆனால் ஒரு அளவை மட்டும் தருகிறது.

SI அலகு:

$$\text{கிலோகிராம் மீட்டர்² (kg·m²)}$$

---

🔄 மாஸ் மோமெண்டம், டார்க், அங்யுலர் மோமெண்டம் – உறவுகள்:

$$L = I \cdot \omega$$

(அங்யுலர் மோமெண்டம்)

$$\tau = I \cdot \alpha$$

(டார்க் = மாஸ் மோமெண்டம் × கோண ஒ_ACCELERATION)

இவை சுழற்சி இயக்கத்தில் நம்மை வழிநடத்தும் அடிப்படை சமன்பாடுகள்.

---

🛠️ மாஸ் மோமெண்டம் எங்கு பயன்படுகிறது?

புலம்	பயன்பாடு
வாகன தொழில்நுட்பம்	சுழற்சி பாகங்கள் (engine flywheel)
மின்னணு	ஹார்டு டிஸ்க் சுழற்சி
வானியல்	விண்மீன்கள் சுழற்சி கணிப்பு
இயந்திர வடிவமைப்பு	ரோட்டர்கள், டர்பைன்கள், பறக்கும் வட்டங்கள்

---

🧠 அற்புதமான நுணுக்கம் – Mass vs Distribution

இரண்டு பொருட்கள் ஒரே மாஸ்ஸை உடையதாக இருந்தாலும், அச்சிலிருந்து தொலைவு மாறினால் அவர்களின் மாஸ் மோமெண்டம் மாறும்.

உதாரணம்:

• ஒரு சுழறும் வளையம் (mass distributed away from center): அதிக I

• ஒரு கோளம் (mass distributed evenly): குறைந்த I

---

✨ முடிவுரை:

மாஸ் மோமெண்டம் என்பது இயற்கையின் ஓர் ஆழ்ந்த கணித உண்மை. நாம் ஒரு சுழற்சி இயக்கத்தை உருவாக்க வேண்டுமெனில், அதன் மாஸ் மோமெண்டத்தை எதிர்நோக்க வேண்டும். ஒரு பொருளின் வடிவம், பரப்பு மற்றும் அதன் மாஸ் அனைத்தும் சேர்ந்து அதை உருவாக்குகின்றன.

அது ஒரு பந்தை சுழல வைப்பது இருக்கலாம், அல்லது ஒரு விண்மீனை ஒரு கோளாக மாற்றுவது கூட இருக்கலாம் – மாஸ் மோமெண்டம் அதில் அடக்கம்.

Angular Momentum: சுழற்சி இயக்கத்தின் நிலைத்தன்மை

 பொருளியல் உலகில் நேரியல் இயக்கத்திற்கு 'மோமெண்டம்' (Momentum) என்பது முக்கியமான அளவாக இருக்கிறது. அதுபோல், சுழற்சி இயக்கத்திற்கான சமமாகும் அளவு தான் அங்யுலர் மோமெண்டம் (Angular Momentum). இது ஒரு பொருள் சுழற்சி இயக்கத்தில் இருக்கும்போது அதன் நிலைத்தன்மையை அளக்கும் ஒரு அளவாகும்.

தொகுத்து சொல்லப் போனால், அங்யுலர் மோமெண்டம் என்பது சுழற்சி மோமெண்டம் அல்லது சுழற்சி வேகத்திற்கேற்ப உருவாகும் பொருளின் இயக்க சக்தி ஆகும்.

---

🔁 அங்யுலர் மோமெண்டம் – வரையறை:

ஒரு பொருள் அதன் அச்சைச் சுற்றி சுழலும் போது, அந்த இயக்கம் எவ்வளவு நிலைத்தன்மை (stability) உடையது என்பதை காட்டும் அளவுதான் அங்யுலர் மோமெண்டம்.

அதாவது,

$$\text{அங்யுலர் மோமெண்டம் }(L) = \text{மாஸ் மோமெண்டம்} \times \text{அங்யுலர் வேகம்}$$

அல்லது, முழுமையான சமன்பாடு:

$$L = I \times \omega$$

இங்கு,

• $L$ → அங்யுலர் மோமெண்டம்

• $I$ → மாஸ் மோமெண்டம் அல்லது பண்டல் விழைவு (Moment of Inertia)

• $\omega$ → அங்யுலர் வேகம் (Angular velocity)

---

📐 மாஸ் மோமெண்டம் $I$ என்றால் என்ன?

மாஸ் மோமெண்டம் என்பது ஒரு பொருள் சுழற்சி இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்புத் தரும் அளவாகும். இது பொருளின் மாஸ் மற்றும் அந்த மாஸ் சுழலும் அச்சிலிருந்து உள்ள தொலைவு ஆகியவற்றை பொருத்தது.

$$I = \sum m r^2$$

• $m$ → ஒவ்வொரு சிறு அணுவின் மாஸ்

• $r$ → அந்த அணு அச்சிலிருந்து உள்ள தொலைவு

---

⚙️ அங்யுலர் மோமெண்டம் நிலைத்தன்மை (Conservation):

இது இயற்பியல் உலகின் முக்கியக் கோட்பாடாகும். இது கூறுவது:

“வெளி டார்க் (external torque) இல்லாதபோது, ஒரு அமைப்பின் அங்யுலர் மோமெண்டம் நிலைத்திருக்கிறது.”

🔄 உதாரணம்:

• பனியில் நடனமாடும் ஒரு ஸ்கேட்டர், தன் கைகளை வலயமாக நீட்டும் போது, சுழற்சி வேகம் குறையும். கைகளை உட்கூர்ந்தால் வேகம் அதிகரிக்கிறது. ஆனால், அங்யுலர் மோமெண்டம் மாறவில்லை – அது நிலைபேறாகவே உள்ளது!

---

🔭 வானியல் மற்றும் அங்யுலர் மோமெண்டம்:

• பூமி, சூரியனை சுற்றும் போது அதன் அங்யுலர் மோமெண்டம் நிலைத்திருக்கிறது.

• விண்மீன்கள் சுருங்கும்போது அதனுடன் கூடிய வேகம் அதிகரிக்கிறது – இது நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் (Neutron stars) உருவாகும் போது காணப்படும் நிகழ்வாகும்.

---

💡 அலகுகள்:

• SI அலகு: கிலோ கிராம் மீட்டர்²/விநாடி (kg·m²/s)

• வெக்தி அளவாக (Vector Quantity), இது ஒரு திசையை கொண்டுள்ளது – Right-Hand Rule கொண்டு திசை தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

---

🛠️ அங்யுலர் மோமெண்டம் – பயன்கள்:

பயன்பாடு	விளக்கம்
வானியல்	கோள்கள், விண்மீன்கள் இயக்கம் மற்றும் சுழற்சி கணிப்புகள்
விளையாட்டு	ஜிம்னாஸ்டிக்ஸ், ஸ்கேட்டிங் போன்ற விளையாட்டுகளில் இயக்க கட்டுப்பாடு
விமானங்கள்	திருப்பும் சக்தி கணக்கீடுகள், நிலைமையாக்கம்
மின்மோட்டார்	சுழற்சி இயக்க கணக்கீடுகள்

---

🔍 அங்யுலர் மோமெண்டம் மற்றும் டார்க் – தொடர்பு:

டார்க் என்பது அங்யுலர் மோமெண்டத்தில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும் சக்தி.

$$\tau = \frac{dL}{dt}$$

அதாவது, ஒரு பொருளின் அங்யுலர் மோமெண்டத்தை மாற்றுவதற்கு டார்க் தேவைப்படும். இது நேரியல் இயக்கத்தில் ‘Force = dP/dt’ எனும் விதியை ஒத்ததாகும்.

---

🧠 முடிவுரை:

அங்யுலர் மோமெண்டம் என்பது இயற்கையின் ஓர் நித்தியக் கோட்பாடு. இது இயந்திரங்கள் முதல் விண்வெளி வரை அனைத்து சுழற்சி இயக்கங்களையும் கட்டுப்படுத்துகிறது.

இந்தக் கணிப்புகளை நம்மால் புரிந்துகொள்ள முடிந்தால், நாம் இயற்கையின் இயக்கங்களை மிகவும் ஆழமாக உணரலாம். அதிலும் இந்தக் கொள்கையை நம்முடைய தாய்மொழியில் அறிந்துகொள்வது, நம் அறிவின் அடித்தளத்தை உறுதிப்படுத்தும்.

டார்க் (Torque) – சுழற்சி இயக்கத்தின் சக்தி

 அழுத்தம் என்பது சுழற்சி இயக்கத்தில் எப்படி செயல்படுகிறது என்பதை நம்மில் பலர் யோசித்ததில்லை. ஆனால் சுழற்சி இயக்கம் என்பது நாம் தினமும் எதிர்கொள்ளும் நிகழ்வாகவே இருக்கிறது. கதவைத் திருப்புதல், சைக்கிள் ஓட்டுதல், கைருக்கிழியை நன்றாக இறுக்குதல் போன்ற செயல்களில் ஒரு பொருளை அதன் அச்சு (axis) சுற்றி சுழல வைக்கும் திறனே டார்க் எனப்படும். இது இயற்கையின் ஓர் அற்புத கணிதமென்றே கூறலாம்.

---

டார்க் என்பது என்ன?

டார்க் (Torque) என்பது ஒரு பொருளை அதன் நிலையான அச்சைச் சுற்றி சுழல வைக்கும் விதமாக ஒரு அழுத்தம் செயற்படும்போது உருவாகும் சுழற்சி சக்தி ஆகும். இது நேர்த்தியான முன்னோக்கி அழுத்தம் அல்ல; இது சுழற்சி இயக்கத்திற்கு காரணமான சக்தி.

இது பெரும்பாலும் "முளைவாக்கும் வலிமை" என அழைக்கப்படுகிறது – ஒரு மரத்தை அதன் அடியில் தள்ளினால் அதில் மாற்றம் ஏற்படாது. ஆனால் அதன் உச்சியில் தள்ளினால் அது சுலபமாக சுழலும். ஏனெனில், தொலைவு அதிகமுள்ளது, அதனால் டார்க் அதிகமாக உண்டாகிறது.

---

டார்க் – கணித ரீதியான வரையறை

டார்க் என்பது அழுத்தம் (Force) மற்றும் அந்த அழுத்தம் செயற்படும் இடம் மற்றும் சுழற்சி அச்சு இடையிலான தொலைவு (Distance) ஆகிய இரண்டின் பெருக்கல்.

$$\text{டார்க் }(\tau) = \text{அழுத்தம் }(F) \times \text{தொலைவு }(r)$$

• $\tau$ → டார்க் (Torque)

• $F$ → அழுத்தம் (Force), நியூட்டனில் அளக்கப்படும்

• $r$ → அச்சிலிருந்து அழுத்தம் செயப்படும் புள்ளிக்கு உள்ள தொலைவு

இந்த சமன்பாட்டை "பாரின் சட்டம்" (Lever Law) என்ற அடிப்படையில் பாராயணப்படுத்தலாம்.

---

திசையும் முக்கியம்: ஹென்றி ரேகுலா விதி (Right-hand rule)

டார்க் ஒரு வெகுவிலக்கான அளவாகும், ஏனெனில் இது வெக்தியுடன் கூடிய அளவு (Vector quantity) ஆகும். அதாவது, இது ஒரு திசையையும் கொண்டுள்ளது. டார்க் திசையை கண்டறிய Right-hand Rule பயன்படுத்தப்படுகிறது:

• வலது கை விரல்களை அழுத்தம் செலுத்தும் திசையில் சுழலும்படி வளைத்தால்,

• விரல்களின் சுழற்சி திசை என்பது இயக்கம் திசையாகும்.

• கைகளை மூடி நெடிய விரல் (Thumb) காட்டும் திசையே டார்க் திசையாகும்.

---

உலகில் டார்க் இருக்கும் இடங்கள்:

1. சைக்கிள் பேடல்கள்:

பேடலில் காலால் அழுத்தும் போது, நம்மால் ஒரு டார்க் உருவாக்கப்படுகிறது. அதனால்தான் சக்கரங்கள் சுழலுகின்றன.

2. கதவுகள் மற்றும் கதவுத் தொங்கிகள்:

கதவை அதன் முனையில் திறந்தால், சுலபமாக சுழலும். அதாவது, அதிக தொலைவில் அழுத்தம் கொடுத்தால் அதிக டார்க்.

3. நார் திருப்பும் மெஷின்:

முனையில் ஒற்றை சுற்று கொடுக்கும் போது, மையத்தில் பல மடங்கு சுழற்சி ஏற்படுகிறது – இது டார்க் வித்தியாசத்தின் விளைவாகும்.

4. ரேஞ்ச் (Wrench) மற்றும் வேகமேட்டர்:

வாகனங்களில் வேலை செய்யும் போது, சரியான டார்க் அளவில் பிடிவடிக்கவேண்டும். அதற்காக டார்க் ரேஞ்ச் பயன்படுகிறது.

5. துருவ விசையால் வேலை செய்யும் மோட்டார்கள்:

மின்சார மோட்டார்களின் செயல்திறன் அதிகமான டார்க் அளவில் தான் அமைகிறது. இவை உயர்தர இயந்திரங்களில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

---

அலகு மற்றும் பரிமாணம்:

• SI அலகு: நியூட்டன் மீட்டர் (Nm)

• CGS அலகு: டைன்செ.செ (dyne.cm)

• டார்க் என்ற அளவு, மாஸ் × தொலைவு² / காலம்² எனும் பரிமாணம் கொண்டது.

---

டார்க் மற்றும் கிணைய நிலைமைகள் (Equilibrium Conditions):

ஒரு பொருள் சுழற்சி இயக்கத்தில் இருக்க வேண்டுமா அல்லது நிலைபதையாக இருக்க வேண்டுமா என்பது டார்க் மீது தான் சார்ந்திருக்கும்.

• நிலையான சுழற்சி நிலை – பல டார்க்-க்கள் ஒரே அளவாக எதிர்த்திசையில் இருக்கும்போது.

• சுழற்சி தொடக்கம் – ஒரு பக்க டார்க் அதிகமாக இருக்கும்போது.

• நிலைவுத்திறன் (Mechanical Advantage) – லீவர் மற்றும் பேடல் போன்ற அமைப்புகள் இதில் அடிப்படையைக் கொண்டே உருவாக்கப்படுகின்றன.

---

டார்க்-இன் முக்கியத்துவம் எங்கே எல்லாம்?

பகுதி	பயன்பாடு
வாகனங்கள்	என்ஜின் மற்றும் சக்கர இயக்கத்திற்கு டார்க் அடிப்படை.
மின்னணு சாதனங்கள்	மின்மோட்டார்கள், ஜெனரேட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
வெளி வானியல் (Astronomy)	கோள்களின் சுழற்சி, துருவ வலிமைகள் அனைத்தும் டார்க் அடிப்படையில்தான்.
பொறியியல் வடிவமைப்புகள்	டார்க் இல்லாமல் எந்த இயக்க உற்பத்தியும் இல்லை.

---

முடிவுரை:

டார்க் என்பது வெறும் ஒரு அறிவியல் கொள்கையாக இல்லாமல், மனிதனின் வாழ்வியலோடு ஒன்றிப்பட்ட உண்மை. சுழற்சி இயக்கம் என்பது இயந்திர உலகத்தின் இதயமாக இருக்க, அதற்குப் பக்கமாக நம்மிடம் இருக்கும் புரிதல் டார்க் பற்றியது.

நீ என்ன செய்கிறாயோ, அதையே நீ பெறுவாய்” : நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி

 

நாம் அத்தனை நேரமும் தினசரி செய்யும் செயல்களில் ஒரு முக்கியமான இயற்கை விதி செயல்பட்டுக்கொண்டே இருக்கிறது. நீங்கள் ஒரு சுவரைத் தட்டினால், உங்கள் கையில்தான் வலி ஏற்படும். ஒரு ஏரியில் கால் வைத்தால் நீங்கள் பின்னால் தள்ளப்படுவீர்கள்.
இவை அனைத்தும் நியூட்டனின் மூன்றாம் விதியின் அற்புத உதாரணங்கள்!

---

விதியின் உரை (தமிழில்):

"ஒவ்வொரு செயற்கூறுக்கும், அதே அளவிலும் எதிர் திசையிலும் ஒரு எதிர் செயற்கூறு இருக்கும்."
அல்லது சாதாரணமாகச் சொன்னால்:
நாம் செய்கிற ஒவ்வொரு செயலுக்கும் சமமான ஒரு எதிர் செயலும் உண்டாகிறது.

---

உலகப்புகழ்பெற்ற ஆங்கில வடிவம்:

"For every action, there is an equal and opposite reaction."

---

எளிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

1. தண்ணீரில் கால் வைத்து முன்னால் தள்ளும் போது

   • நீங்கள் தண்ணீரை பின்னால் தள்ளுகிறீர்கள் (Action),

   • தண்ணீர் உங்களை முன்னால் தள்ளுகிறது (Reaction).

2. பூமியை நம்மால் தள்ள முடியுமா?

   • நீங்கள் பூமியில் கால் வைத்து ஓடும்போது, பூமியை நீங்கள் பின்னால் தள்ளுகிறீர்கள்,

   • ஆனால் பூமி பெரியதாய் இருப்பதால் அது நகராது. ஆனால் அதே நேரத்தில் அது உங்களை முன்னால் தள்ளுகிறது – இதுவே நீங்கள் ஓடமுடியக் காரணம்.

3. ராக்கெட் விண்வெளிக்குப் பறப்பது

   • எரிபொருள் கீழே செலுத்தப்படுகிறது (Action)

   • ராக்கெட் மேலே தூக்கப்படுகிறது (Reaction)

---

விதியின் முக்கியத்துவம்

• இந்த விதி இயக்கம் மற்றும் நிலைத்தன்மை குறித்து முக்கிய விளக்கம் அளிக்கிறது.

• இது இயற்கையின் சமநிலை பற்றிய அறிவியலின் அடிப்படை.

---

வாழ்க்கை உபயோகங்கள்:

நிகழ்வு	செயல் (Action)	எதிர் செயல் (Reaction)
காலில் தள்ளி skating ஓடுதல்	தரையை பின்னால் தள்ளுகிறோம்	தரை நம்மை முன்னால் தள்ளுகிறது
துப்பாக்கி சுடும் போது	குண்டு முன்னால் பாய்கிறது	துப்பாக்கி பின்னால் தள்ளப்படுகிறது
படகு துடுப்பை தள்ளுதல்	துடுப்பை பின்னால் தள்ளுகிறோம்	படகு முன்னால் நகர்கிறது

 

---

முடிவுரை

நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி எளியதாக தோன்றினாலும், அதன் தாக்கம் மிகப் பெரியது. நம் செயலில் மறைந்துள்ள இந்த எதிர் செயல் கொள்கை இல்லையெனில், நாம் நடக்கவோ, ஓடவோ, ராக்கெட்டுகளை விண்ணில் அனுப்பவோ முடியாது.
இது இயற்கையின் மிக அழகான சமநிலை விதி.

அதனால்தான், நம் வாழ்கையிலும் இந்தக் கொள்கையை செயல்படுத்தலாம்:
“நாம் செய்வது போலவே, நமக்குத் திரும்பியும் கிடைக்கும்!”

இயக்கத்திற்கான மூலம் – நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி

 நம் வாழ்கையில் பல நேரங்களில் ஒரு கேள்வி எழுகிறது – “ஒரு பொருள் எவ்வளவு விரைவாக நகரும்?”, “அந்த வேகம் எப்படி கட்டுப்படுகிறது?” என்றெல்லாம். இதற்கான அறிவியல் விளக்கம் நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியில் தான் இருக்கிறது.

---

✦ நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியின் உரை:

“ஒரு பொருளின் இயக்க வேகத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடு (acceleration) அதன் மீது செயல்படும் மொத்த சக்திக்கு நேரானது, மேலும் அது **அந்த பொருளின் நிறை (mass)**க்கு எதிர் மாறானது.”

இதனைச் சமன்பாடாக கூறினால்:
சக்தி = நிறை × துரிதம்
அல்லது
F = m × a

இதில்:

• F = Force (சக்தி) – Newton (N) என்ற அலகில்

• m = Mass (நிறை) – கிலோ கிராம் (kg)

• a = Acceleration (துரிதம்) – மீட்டர்/வினாடி² (m/s²)

---

✦ ஒரு எளிய எடுத்துக்காட்டு:

நீங்கள் ஒரு கால்பந்து மற்றும் ஒரு லோக இரும்பு உருண்டையை ஒன்றே போல் தள்ள முயற்சிக்கிறீர்கள் எனக் கொள்க.
இரண்டிலும் நீங்கள் ஒரே அளவு சக்தியைச் செலுத்தினால், கால்பந்துதான் அதிக தூரம் செல்லும்.
ஏன்?

ஏனெனில் இரும்பு உருண்டைக்கு நிறை அதிகம், அதனால் அதே சக்தியில் அதற்குக் கிடைக்கும் துரிதம் குறைவு.

---

✦ விதியின் அடிப்படை கருத்துகள்:

1. சக்தி இருந்தால்தான் துரிதம் ஏற்படும்
   ஒரு பொருள் இயக்கம் பெற வேண்டுமெனில் அதில் சக்தி செலுத்தப்பட வேண்டும்.

2. நிறை அதிகமான பொருளுக்கு அதிக சக்தி தேவை
   எடை அதிகமான பொருளை நகர்த்த, அதற்கு ஏற்ற அளவிலான சக்தி தேவைப்படும்.

3. துரிதம் என்பது சக்திக்கு நேரானது
   சக்தி அதிகமாகும் போது, பொருளின் இயக்க வேகம் அதிகரிக்கும்.

---

✦ வாழ்வியல் உதாரணங்கள்:

• பேருந்தை தள்ள முயற்சித்தால்:
  நம்மால் நகர்த்த முடியாது, ஏனெனில் அதன் mass அதிகம், அதற்கு அதிக force தேவை.

• சைக்கிளை வேகமாக ஓட்டும் போது:
  நீங்கள் அதிகப்படியான சக்தி செலுத்தும்போது, சைக்கிள் விரைவாகச் செல்லும் – இதுவே நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியின் நேரடி பயன்பாடு.

---

✦ இந்த விதியின் பயன்பாடுகள்:

• வாகனங்களில் இன்ஜின் சக்தி கணக்கிடுதல்

• ராக்கெட் விண்ணில் பறக்க தேவையான துரிதம் கணக்கிடுதல்

• இயந்திரங்களை வடிவமைக்கும்போது இயக்க வல்லமையை திட்டமிடுதல்

---

✦ முடிவுரை:

நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி இயற்கையின் இயக்க ரீதியை புரிந்துகொள்வதற்கான முக்கியமான பொக்கிஷம்.
ஒரு பொருள் எப்படி, எப்போது, எவ்வளவு வேகமாக நகரும் என்பதை நிர்ணயிக்க இது உதவுகிறது.
இது இயற்பியலின் உள்ளார்ந்த இயல்புகளைத் தெளிவாகக் கூறும் ஒரு முக்கிய விதி.

இயக்கத்தின் அடிப்படை உண்மை: நியூட்டனின் முதல் விதி

 நாம் எப்போதாவது ஒரு பந்தை தரையில் வைத்து விட்டால் அது தானாகவே நகருமா? அல்லது ஒரு ஸ்கூட்டர் தானாகவே ஓட ஆரம்பிக்குமா? இல்லை. ஏனென்றால் இயந்திரங்கள், பொருட்கள்—all follow one great law: நியூட்டனின் முதல் விதி.

நியூட்டனின் முதல் விதி (Newton's First Law of Motion) என்பது ஒரு பொருள் அதன் நிலைமையை மாற்றவே மாட்டாது – அது ஓய்வு நிலையில் இருந்தாலும் சரி, ஓரே வேகத்தில் நகரும் நிலையில் இருந்தாலும் சரி – வெளி சக்தி (External Force) ஒன்று செயல்படாமல் போனால்!

---

வரையறை:

“ஒரு பொருள் ஓய்வு நிலையில் இருந்தால் அதே நிலையில் தொடரும்; இயக்கத்தில் இருந்தால் ஒரே நேர்க் கோட்டில், அதே வேகத்தில் இயக்கம் தொடரும்; இந்த நிலைமைகளை மாற்ற வெளியிலிருந்து ஒரு சக்தி தேவைப்படும்.”

---

எளிய எடுத்துக்காட்டுகள்:

1. மேசையின் மேல் ஒரு புத்தகம்:
   புத்தகம் அங்கேயே இருக்கும். அதை நகர்த்த நீங்கள் கை வைத்துச் தள்ள வேண்டும் – அதாவது, வெளியிலிருந்து ஒரு சக்தி.

2. இயந்திரத்தில் செல்லும் பந்து:
   பந்து ஒரு நேரம் நகரும். ஆனால் காற்றின் எதிர்ப்பு, தரையின் உறைபாற்றல் போன்ற வெளிச் சக்திகள் அதை மெதுவாகக் குறைத்து நிறுத்தி விடுகின்றன. இந்தச் சக்திகள் இல்லையென்றால் பந்து எப்போதும் நகரும்!

---

இந்த விதியின் ஆழமான அர்த்தம்

• ஒரு பொருள் இயக்கத்தில் இருக்க வேண்டுமென்றால், அல்லது இயக்கத்தில் இருந்து நிறுத்த வேண்டுமென்றால், அதற்கு ஒரு காரணம் இருக்க வேண்டும் – அதுதான் சக்தி.

• இந்த விதி, Inertia எனப்படும் ஒரு தன்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டது.
  Inertia (இயக்கமையாக்கம்) என்பது, ஒரு பொருள் தனது தற்போதைய நிலையை மாற்றும் விருப்பமில்லாத தன்மை.

---

நம்மைச் சுற்றிய உலகில் பயன்பாடுகள்:

• வாகனங்களில் இருக்கும்போது:
  வாகனம் திடீரென நிற்கும் போது நாம் முன்னால் சாய்வது – நம் உடலின் Inertia காரணமாக.

• மாவட்ட விளையாட்டுகள்:
  பந்தை தூரத்துக்கு அனுப்புவதற்கு நாம் பலம் செலுத்த வேண்டியதன் காரணம் – அதன் நிலைமையை மாற்ற 'சக்தி' தேவை.

---

முடிவுரை:

நியூட்டனின் முதல் விதி எளியதாக தோன்றலாம், ஆனால் அதன் பின் மறைந்துள்ள இயற்கையின் ஆழமான இயல்பு நம்மை அசரவைக்கும். இயக்கத்தைத் தொடங்கவோ, நிறுத்தவோ, மாற்றவோ ஒரே காரணம் – சக்தி. இந்த உண்மை புரிந்து கொண்டால் நாம் இயற்பியல் விஞ்ஞானத்தின் முதல் படியாக ஒரு பெரிய அறிவை அடைந்துவிட்டோம் என்பதே பொருள்.

உராய்வு: இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் சக்தி

 நம்மைச் சுற்றி இருக்கும் உலகம் இடைவிடாத இயக்கத்தில் இருக்கிறது. ஒரு பந்து தரையில் உருளும் போது, அல்லது சைக்கிளை ஓட்டும் போது எதிர்வரும் ஒரு சக்தியை நாம் அனைவரும் அனுபவித்திருக்கிறோம். அந்த சக்தியே உராய்வு அல்லது Friction.

உராய்வு என்றால் என்ன?

உராய்வு என்பது, இரண்டு மேற்பரப்புகள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடுகையில், அவற்றுக்கிடையே உருவாகும் எதிர்ப்பு சக்தி. இது ஒரு பொருளின் இயக்கத்துக்கு எதிராகச் செயல்படுகிறது.

உதாரணமாக, ஒரு புத்தகத்தை மேசையின் மேல் இழுக்க முயற்சிக்கிறோம் எனக் கொள்ளுங்கள். புத்தகம் சற்று எதிர்ப்பு அளிக்கிறது. அந்த எதிர்ப்பு சக்தியே உறைபாற்றல்.

உராய்வின் வகைகள்

1. நிலையான உராய்வு (Static Friction):
   இயக்கம் தொடங்கும் முன் எதிர்க்கும் உறைபாற்றல். இது துவக்கத் தடுக்குற சக்தி.

2. இயக்க உராய்வு (Kinetic or Sliding Friction):
   இயக்கத்தில் இருக்கும் பொருளுக்குத் தரை தரும் எதிர்ப்பு.

3. உருள் உராய்வு (Rolling Friction):
   உருண்டு செல்லும் பொருளுக்குத் தரையிலிருந்து எதிர்ப்பு.

4. Fluid Friction (பாய்ம உராய்வு):
   காற்று அல்லது தண்ணீரில் செல்லும் பொருட்களுக்கு ஏற்படும் எதிர்ப்பு.

உராய்வின் முக்கியத்துவம்

• நாம் நடக்க முடிவதற்கே காரணம் உறைபாற்றல். தரையுடன் உள்ள உறைபாற்றலால் தான் நம் கால்கள் வழுக்காமல் நிலைக்கின்றன.

• வாகனங்கள் நிற்கும்போது பிரேக் அடிக்கும் போது உறைபாற்றல் தான் அவற்றைத் தடுத்து நிறுத்துகிறது.

• இயந்திரங்கள் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் விதமாக வடிவமைக்கப்படுகின்றன, அதிலும் உறைபாற்றல் ஒரு முக்கிய காரணியாக இருக்கிறது.

உராய்வின் இழப்புகள்

உராய்வு எப்போதும் நன்மையே தரும் என்பதல்ல. சில நேரங்களில் இது:

• சக்தி இழப்பை ஏற்படுத்தும் (உதாரணமாக, வெப்பமாக மாறும்)

• இயந்திரங்களில் kulungal மற்றும் kulappam ஏற்படுத்தும்

• இயக்க திறனை குறைக்கும்

உராய்வைக் குறைக்கும் முறைகள்

• லூப்ரிகேஷன் (Grease/இயந்திர எண்ணெய்):
  இரு மேற்பரப்புகளுக்கு இடையே ஒட்டும் திரவத்தை பூசுவதால் உறைபாற்றல் குறைகிறது.

• பால்பியரிங்:
  உருளும் இயக்கத்தின் மூலம் உறைபாற்றலைக் குறைக்கிறது.

• சிறப்பு வடிவமைப்பு:
  மேற்பரப்புகளை மென்மையாக்குவது, அல்லது எதிர்ப்பு உருவாகாதவாறு வடிவமைப்பது.

---

முடிவுரை

உராய்வு என்பது இயற்கையின் அற்புதமான சக்திகளில் ஒன்று. அது இல்லையெனில் நம் உலகம் நடக்கவே முடியாது! ஆனால் அதை எப்போது, எப்படி பயன்படுத்துவது என்பதை அறிவதன் மூலம் நாம் அறிவியலை நம் வாழ்வில் பயனுள்ளதாக்கலாம்.