அன்றாட வாழ்வில் இயக்கவியல், மின்னியல் மற்றும் காந்தவியல்
இயற்பியல் என்பது நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தை விளக்கும் ஒரு அற்புதமான அறிவியலாகும். நாம் காலையில் எழுந்ததிலிருந்து இரவு தூங்கும் வரை பயன்படுத்தும் ஒவ்வொரு பொருளிலும், நடக்கும் ஒவ்வொரு நிகழ்விலும் இயக்கவியல், மின்னியல் மற்றும் காந்தவியல் ஆகிய மூன்று அடிப்படைக் கொள்கைகள் பின்னிப் பிணைந்துள்ளன. இந்த பாடப்பகுதியில், இவற்றைத் தேர்வுக்குத் தேவையான ஆழமான புரிதலுடன் காண்போம்.
1. இயக்கவியல் (Mechanics)
இயக்கவியல் என்பது பொருட்கள் மீது விசை செயல்படும்போது ஏற்படும் மாற்றங்களைப் பற்றிய படிப்பாகும். நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் இதன் அடிப்படை தூண்களாக விளங்குகின்றன.
நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் - அன்றாட உதாரணங்கள்
- முதல் விதி (நிலைம விதி): ஒரு பொருள் மீது விசை செயல்படாதவரை, அது தன் ஓய்வு நிலையிலோ அல்லது சீரான இயக்க நிலையிலோ தொடர்ந்து இருக்கும். உதாரணம்: பேருந்து திடீரென நிறுத்தப்படும்போது பயணிகள் முன்னோக்கி சாய்தல்.
- இரண்டாம் விதி (விசை = நிறை × முடுக்கம்): F = ma. அதிக நிறை கொண்ட பொருளை நகர்த்த அதிக விசை தேவை. உதாரணம்: சைக்கிளைத் தள்ளுவதை விட காரைத் தள்ள அதிக விசை தேவைப்படுவது.
- மூன்றாம் விதி: ஒவ்வொரு வினைக்கும் அதற்குச் சமமான எதிர்வினை உண்டு. உதாரணம்: ராக்கெட் ஏவுதல் மற்றும் நீச்சல் வீரர் தண்ணீரைப் பின்னோக்கித் தள்ளுதல்.
1-நிலைமம் (Inertia), 2-விசை (Force), 3-எதிர்வினை (Reaction).
நினைவில் வையுங்கள்: 1-ஓய்வு, 2-வேகம், 3-எதிர்.
உராய்வு விசை (Friction)
இரண்டு பரப்புகளுக்கு இடையே நடக்கும் இயக்கத்தைத் தடுக்கும் விசை உராய்வு ஆகும். இது நன்மையும் தீமையும் கலந்த ஒன்று. தீப்பெட்டியில் நெருப்பை உண்டாக்க உராய்வு தேவை, ஆனால் இயந்திரங்களில் தேய்மானத்தைத் தவிர்க்க உராய்வு குறைக்கப்பட வேண்டும். உராய்வைக் குறைக்க உயவுப் பொருட்கள் (Lubricants) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
2. மின்னியல் (Electricity)
மின்னூட்டங்கள் (Charges) மற்றும் மின்னோட்டம் (Current) பற்றிய படிப்பே மின்னியல். வீடுகளில் நாம் பயன்படுத்தும் மின்சாரம் அனைத்தும் எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டமே ஆகும்.
மின்னோட்டத்தின் விளைவுகள்
- வெப்ப விளைவு: மின்சாரத்தை கடத்தும்போது வெப்பம் உருவாகிறது. இது மின்சலவை பெட்டி (Iron Box), மின் நீர் சூடாக்கி (Geyser) ஆகியவற்றில் பயன்படுகிறது.
- காந்த விளைவு: மின்னோட்டம் பாயும் கடத்தியைச் சுற்றி காந்தப்புலம் உருவாகிறது. இது மின் மோட்டார்கள் மற்றும் மின் தூக்கிகளில் (Elevators) பயன்படுகிறது.
- வேதியியல் விளைவு: மின்னாற்பகுப்பு மூலம் உலோகங்களைப் பூசுதல் (Electroplating) மற்றும் பேட்டரிகளை மின்னேற்றம் செய்தல்.
மின் சுற்றுகள் மற்றும் பாதுகாப்பு
மின் உருகு இழை (Fuse) ஒரு முக்கியமான பாதுகாப்பு கருவி. மின்சுற்றில் அதிக மின்னோட்டம் பாயும்போது, அது உருகி மின்சுற்றைத் துண்டித்து விபத்தைத் தடுக்கிறது. நவீன வீடுகளில் 'MCB' (Miniature Circuit Breaker) பயன்படுத்தப்படுகிறது.
| கருவி | மாற்றப்படும் ஆற்றல் |
|---|---|
| மின் மோட்டார் | மின் ஆற்றல் → இயக்க ஆற்றல் |
| மின் இயற்றி (Generator) | இயக்க ஆற்றல் → மின் ஆற்றல் |
| மின் விளக்கு | மின் ஆற்றல் → ஒளி ஆற்றல் |
3. காந்தவியல் (Magnetism)
காந்தப்புலங்கள் மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள் நவீன தொழில்நுட்பத்தின் முதுகெலும்பாகும். இயற்கையான காந்தங்கள் 'மேக்னடைட்' (Magnetite) எனப்படும் இரும்புத் தாதுக்கள் ஆகும்.
காந்தவியலின் அன்றாடப் பயன்பாடுகள்
- மின் மோட்டார்: மின்சாரத்தைச் செலுத்தி காந்தப்புலத்தை உருவாக்கி, அதன் மூலம் சுழற்சியை ஏற்படுத்துதல். இது மிக்சிகள், மின் விசிறிகள் மற்றும் வாஷிங் மெஷின்களில் பயன்படுகிறது.
- மின் இயற்றி (Generator): காந்தப்புலத்திற்குள் கடத்தியைச் சுழற்றுவதன் மூலம் மின்சாரம் தயாரித்தல். இது அனல் மற்றும் நீர் மின் நிலையங்களில் பயன்படுகிறது.
- காந்தத் தூக்கு இரயில்கள் (Maglev Trains): காந்தங்களின் ஒத்த துருவங்கள் ஒன்றையொன்று விளக்கும் பண்பைப் பயன்படுத்தி, இரயில்களைத் தண்டவாளத்திற்குச் சற்று உயரத்தில் மிதக்கச் செய்து அதிவேகத்தில் இயக்குதல்.
- மருத்துவத் துறை: MRI (Magnetic Resonance Imaging) ஸ்கேன் கருவி வலிமையான காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி உடலின் உட்புறப் படங்களை எடுக்கிறது.
இயக்கவியல், மின்னியல், காந்தவியல் - ஒருங்கிணைந்த பயன்பாடுகள்
நவீன கருவிகள் இந்த மூன்றின் கலவையே ஆகும். உதாரணமாக, ஒரு 'மின்சாரப் பேருந்து':
- மின்னியல்: பேட்டரியில் உள்ள மின்சாரம் மோட்டாரைச் சென்றடைகிறது.
- காந்தவியல்: மோட்டாரில் உள்ள காந்தப்புலம் மின்சாரத்தை இயக்கமாக மாற்றுகிறது.
- இயக்கவியல்: அந்த சுழற்சி விசை சக்கரங்களைச் சுழற்றி பேருந்தை முன்னோக்கி நகர்த்துகிறது.
- ஓமின் விதி: V = IR (மின்னழுத்தம் = மின்னோட்டம் × மின்தடை).
- ஃபிளமிங்கின் இடது கை விதி: மின் மோட்டார்களுக்குப் பொருந்தும்.
- ஃபிளமிங்கின் வலது கை விதி: மின் இயற்றிகளுக்குப் பொருந்தும்.
- மின்சாரத்தை அளக்க 'அம்மீட்டர்' (Ammeter) மற்றும் மின்னழுத்தத்தை அளக்க 'வோல்ட்மீட்டர்' (Voltmeter) பயன்படுகிறது.
- காந்தப்புலத்தின் அலகு 'டெஸ்லா' (Tesla) ஆகும்.
இந்தக் கருத்துகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், இயற்பியல் என்பது வெறும் சூத்திரங்கள் மட்டுமல்ல, அது நம் வாழ்வின் ஒவ்வொரு நொடியிலும் இயங்கும் ஒரு கலை என்பதை நீங்கள் உணரலாம். தேர்வில் வெற்றி பெற, இந்த அடிப்படைத் தத்துவங்களை நிஜ வாழ்க்கை உதாரணங்களோடு தொடர்புபடுத்திப் படியுங்கள்.
தொடர்ச்சியான பயிற்சிகள் மற்றும் முந்தைய ஆண்டு வினாத்தாள்களைப் பகுப்பாய்வு செய்வது, இந்தத் தலைப்பில் நீங்கள் முழு மதிப்பெண்களைப் பெற உதவும். ஒவ்வொரு கருவியையும் பார்க்கும்போது, "இதில் என்ன அறிவியல் ஒளிந்துள்ளது?" என்று சிந்திக்கும் பழக்கத்தை ஏற்படுத்திக்கொள்ளுங்கள்.