" பூமியின் சுழற்சியும் கோரியொலிஸ் விளைவும் "

"பூமியின் சுழற்சியும்
கோரியொலிஸ் விளைவும்"

அறிவியல் காதலன்
ரா.பிரபு

Coriolis effect என்கிற ஒன்றை பற்றி... அது பூமியில் சூறாவளி போன்றவற்றில் எப்படி பங்கேற்கிறது என்கிற சுவாரஷ்யமான சில விஷயங்களை பற்றி தான் பார்க்கபோகிறோம் என்றாலும் அதற்கு முன் உங்களுக்கு சில கேள்விகள்... சில தகவல்கள்.....

முதலில் ஒரு குழந்தை தனமான கேள்வி.. எப்போதாவது உங்களுக்கு இந்த அபத்தமான யோசனை வந்தது உண்டா ? அதாவது நம்ம பூமி கிட்ட தட்ட ஒரு மணிநேரத்திற்கு 1670 கி. மி தூரம் சுழலுகிறது என்று நமக்கு தெரியும். அப்படியானால் ஒரு ஹெலிகாப்டரில் ஏறி கொண்டு வானத்தில் பறந்து ஒரே இடத்தில் நிலையாக அப்படியே ஒரு மணிநேரம் நின்று விட்டு கீழே இறங்கினால் நாம் 1670 கிலோ மீட்டர் பயணித்து இருக்க வேண்டும் அல்லவா ? ஆனால் அப்படி நடப்பது இல்லையே ஏன்?
மேலே ஹெலிகாப்டர் தனியாக அந்தரத்தில் தானே நிற்கிறது அதை விட்டு விட்டு கீழே பூமி 1670 கி. மி சுழன்று இருக்க வேண்டுமே.
அவ்வளவு ஏன் ஒரு மாடியில் இருந்து பந்தை கீழே போட்டால் கூட பூமி ஒரு வினாடிக்கு கிட்ட தட்ட 70 கி. மி சுற்றுவதால் அந்த பந்து 70 கி. மி தள்ளி போய் வேறு கட்டிடத்தில் இடிக்க வேண்டும் அல்லவா ஆனால் இப்படி பட்ட அபத்தங்களை நாம் நடைமுறையில் சந்திபது இல்லை . அது ஏன்  ?அதற்கான காரணம் மிக எளிமையானது.

ரயிலில் பயணிக்கும் போது பெட்டிக்குள் எப்போதாவது ஈ அல்லது கொசு பறப்பதை பார்த்து இருப்பீர்கள் . அந்தரத்தில் பறக்கும் அந்த கொசுவை யோசித்து பாருங்கள் ரயில் கிட்ட தட்ட 120 கி. மி வேகத்தில் பாய்ந்து ஓடி கொண்டிருக்க அதில் அந்த கொசு பெட்டியில் நிலையாக நம்முடன் பயணிக்க வேண்டும் என்றால் 120 கி. மி வேகத்தில் ஈடு கொடுத்து கொண்டே அந்த கொசு பறந்து வர வேண்டும். ஆனால் அப்படி ஏதும் அந்த கொசு செய்வது இல்லை அது நமது வீட்டில் பறப்பதற்கும் ரயில் பெட்டியில் பறபதற்கும் எந்த வித்தியாசமும் காண்பது இல்லை. அதற்க்கு காரணம் அந்த பெட்டியில் உள்ள காற்று அந்த பெட்டியுடன் சேர்ந்து ரயில் வேகத்தில் பயணிப்பது தான். (அதே கொசு ஜன்னல் ஓரத்தில் பறந்தால் வேகமாக பின் நோக்கி அடித்து கொண்டு செல்வதை பார்க்கலாம் .உண்மையில் அது இருக்கும் இடத்தை விட்டு நாம் தான் வேகமாக நகர்ந்து செல்கிறோம் )

பூமி ஈர்ப்பினால் கட்டுண்டு கிடக்கும் பூமியை சுற்றி இருக்கும் காற்று மண்டலம் பூமியுடன் பூமியின் வேகத்திலேயே சுழன்று கொண்டிருக்கிறது என்பது தான் மேலே நாம் பார்த்த அபத்தங்கள் நடக்காமல் இருக்க காரணம்.

சரி இப்போ அடுத்த தகவலுக்கு வருவோம். விமானத்தில் செல்லும் போது பொதுவாக ஒரு புள்ளியில் இருந்து கிழக்கு நோக்கி செல்ல ஆகும் நேரத்தை விட அதே தொலைவு மேற்கு நோக்கி செல்ல ஆகும் நேரம் அதிகம்.
ஏன் விமானங்கள் மேற்கு நோக்கி செல்ல அதிக நேரம் மற்றும் முனைப்பு  எடுத்து கொள்கிறது ?
காரணம் மேலே பார்த்தது தான் .
அதாவது நமது வளி மண்டல காற்று பூமியுடன் சேர்ந்து மேற்கில் இருந்து கிழக்கு நோக்கி சுழன்ற படி இருப்பதால் மேற்கு நோக்கிய விமானங்கள் காற்று இயக்கத்தை எதிர்த்து போக வேண்டி இருக்கிறது.

இப்போது மூன்றாவது தகவல் ஒன்றை பார்க்கலாம்...
இது ஒரு சின்ன சோதனை . நீங்களே செய்து பார்க்க கூடியது..உங்கள் வீட்டில் வாஷ் பேசின் இருக்கிறதா ? சரி வாஸ் பேசின் அடியை மூடி வைத்து விட்டு முழுக்க தண்ணீரை பிடித்து விட்டு பிறகு அடியை திறந்து விட்டு பாருங்கள் தண்ணீர் ஒரு ஸ்பிரிங் போல சுழற்சியுடன் இறங்குவதை பார்க்கலாம் அல்லவா. அந்த சுழற்சி எந்த திசையில் நடக்கிறது என்பதை கவனிதது உண்டா ?
அது இடது பக்க சுழற்சியாக இருப்பதை நீங்கள் பார்க்கமுடியும். ஆனால் அதற்க்கு நீங்கள் நிச்சயம் இந்தியாவில் இருக்க வேண்டும்.
அதாவது இந்த கட்டுரையை படிக்கும் நீங்கள் இந்தியா போன்ற பூமியின் ஈகுவேடர் கோடிற்கு மேல் இருக்கும் நாட்டில் இருந்து கொண்டு இந்த சோதனையை செய்தால் தண்ணீர் எதிர் கடிகார திசையில் சுழலுவதையும்.. ஈகுவெட்டருக்கு கீழ் இருக்கும் தேசத்தில் இருந்து செய்தால் கடிகார திசையில் வலது பக்கமாக  சூழல்வதையும் பார்க்க முடியும்.
(ஒரு வேலை ஈகுவெட்டரில் நின்று செய்தால் ??? தண்ணீர் எந்த திசையிலும் சுழலாமல் நேரே கீழ் இறங்குவதை காணலாம்.) அதற்க்கு காரணம் இந்த கட்டுரையின் தலைப்பாகிய coriolis effect.

இந்த coriolis effect நமது வீட்டு வாஷ் பேஷன் நீர் சுழற்சியை மட்டும் இல்லை சுழன்று அடிக்கும் சூராவளியின் சுழலும் திசையையும் தீர்மானிக்கிறது.
பொதுவாக சூறாவளி எந்த திசையில் சுழல்கிறது என்று கவனித்து பார்த்தால் புரியும். நமது வாஷ் பேசின் நீரை போல ஈகுவெட்டருக்கு மேல் இருக்கும் நாட்டில் புயல்கள் இடது திசை நோக்கியும் ஈகுவெட்டருக்கு கீழ் உள்ள நாட்டில் புயல்கள் வலது புறமாகவும் சுழலும். சரியாக ஈகுவெட்டரில் ???
அங்கே  புயல்கள் உண்டாவதே இல்லை.

சரி இந்த coriolis effect என்பது தான் என்ன ?
''ஒரு பொருள் இயங்கும் திசையானது  அதை காண்பவர் நிற்கும் தளத்தை பொறுத்து மாறுபட்டு தெரிவது தான் coriolis விளைவு ''என்று சொன்னால் புரியாமல் இருக்கலாம் ஆனால் சில எடுத்து காட்டுகள் மூலம் இதை எளிதில் விளக்க முடியும்.
ஒரு அறையில் நீங்கள் நின்று கொண்டு ஒரு கால் பந்தை முன் நோக்கி ஒரு இலக்கை நோக்கி நேர் கோட்டில் எறிகிறீர்கள் அப்போது அந்த பந்தின் பாதை உங்களுக்கு எப்படி தெரியும் ? விடை எளிமையானது அது நேர் கோட்டில் தெரியும்.
இப்பொது ஒரு சின்ன மாறுதல் . அறையில் நடுவில் ஒரு சுழலும் அமைப்பு இருக்கிறது என்று வைத்து கொள்ளுங்கள். சிறுவர்கள் பார்க்கில் சிறுவர்கள் கும்பலாக சுற்றி ஏறி சுற்றுவார்களே அது போன்ற அமைப்பு . அதில் நின்று கொண்டு அது வட்டமாக சுழலும் போது நீங்கள் அந்த பந்தை முன் போல அந்த இலக்கு நோக்கி நேராக வீசு கிறீர்கள் எனில் என்ன நடக்கும் ?
பந்து என்னவோ முன் போல தான் நேர் கோட்டில் சென்று இலக்கை தாக்கும். அதை கீழே நின்று கவனிக்கும் நபரும் நேர் கோட்டில் தான் சந்திப்பார் ஆணால் சுழலும் அமைபில் நின்று கொண்டு இருக்கும் நீங்கள் அதை ஒரு வில் போல வளைந்த பாதையாக பார்க்க நேரும் . உண்மையில் வில் போன்ற பாதையில் பந்து பயணிக்க வில்லை ஆனால் வட்ட பாதையில் பயணித்து மீண்டும் பந்தை வேறு கோணத்தில் பார்த்தது நீங்கள் தான்.

இப்போ இதை கற்பனை செய்யுங்கள் .
நீங்கள் மதுரையில் நின்று கொண்டு  நேர் கோட்டில் மேற்கு நோக்கி இருக்கும் கரூர் நோக்கி ஒரு பந்தை வீசுகிறீர்கள் . இப்பொது அந்த பந்தின் பாதையை வரைய வேண்டும் என்றால் மதுரை யிலிருந்து கரூர்க்கு நேராக ஒரு கோடு வரைய முடியும்.
ஆணால் இப்பொது இதை கற்பனை செய்யுங்கள். நீங்கள் மதுரையில் இருந்து நேர் மேற்கே இருக்கும் கரூர் நோக்கி பந்தை வீச அந்த பந்து பயணிக்கும் நேரத்தில் பூமி கிழக்கில் இருந்து மேற்கு நோக்கி பயணிப்பதால் பந்து நேர் கோட்டில் சென்றாலும் கூட மதுரைக்கு வட  கிழக்கில் உள்ள திருச்சியில் சென்று விழுகிறது என்று வைத்து கொள்ளுங்கள் இப்பொது மதுரையில் இருந்து பந்து சென்ற பாதையை கணக்கிட்டால் அது எங்கோ வளைந்து சென்று விழுவதாக கணக்கிடுவோம் அல்லவா .. இந்த விளைவு தான் "coriolis effect "

இப்போ சூறாவளி கதைக்கு வருவோம்.
பூமி ஒரு சுழலும் பந்து ஆனால் அதன் அணைத்து பகுதியும் ஒரே வேகத்தில் சுழலுவது  இல்லை. காரணம் அதன் சுற்றளவு எல்லா இடத்திலும் ஒரே அளவில் இல்லை. வடக்கே அல்லது தெற்கே அச்சில் ..முனையில்  அதன் சுற்றளவு குறைவு... பிறகு கீழே இறங்கி வர வர பூமி பெருத்து கொண்டே வருகிறது அதன் நடு  பகுதியில் தான் அது அதிக சுற்றளவை கொண்டுள்ளது அதாவது கிட்ட தட்ட  40070 கிலோ மீட்டர்.அந்த பகுதியை தான் நாம் ஈகுவேட்டர் என்று அழைக்கிறோம். அந்த பகுதியில் தான் பூமி மிக அதிக வேகத்தில் சூழலுகிறது.
அதாவது முன்பு பார்த்த மணிக்கு 1670 கிலோ மீட்டர் . இதுவே நாம் மேல் நோக்கி பூமியில் ஒரு 45 டிகிரி யில் ஒரு இடத்தில் (வடக்கோ அல்லது தெற்கோ ) சென்றால் அங்கு வேகம் மாறுபடும். அந்த வேகத்தை கணக்கிட ஒரு கணக்கு உண்டு அது தான் cosine. அதாவது trignomatric function. அதாவது 45 டிகிரி க்கு cosine என்பது 0.707 எனவே அதன் ஈகுவேடர் வேகம் 1670 x 0.707 =  1180 கிலோ மீட்டர் தான் அங்கே வேகம். (ஈகுவெட்டரின் இந்த வேகத்தை சாதகமாக பயன் படுத்தி கொள்ள தான்
இண்டெர்நேஷ்னல் ஸ்பேஸ் ஸ்டேஷனுக்கு மனிதனை அனுப்ப வேண்டும் என்றால் ஈகுவெட்டருக்கு அருகாமையில் உள்ள புளோரிடா போன்ற இடத்தில் இருந்து அனுப்புகிறார்கள் அதன் மூலம் பூமியின் சூழல் வேகத்தை ராக்கெட்டின் உந்து விசைக்கு சாதகமாக இருக்கும் படி பயன்படுத்த முடியும் )

ஈகுவெட்டரில் பூமி அதிக வேகத்தில் சுழலுவதால் தான் 24 மணி நேரத்தில் இங்கு 40070 கி. மி தொலைவை கடக்கும் பூமி அதன் வட மற்றும் தென் முனையில் குறைந்த அளவு தூரமே கடகிறது.

இந்த ஈகுவெட்டருக்கு மேல் ஒரு சூறாவளி உண்டானால் அந்த நேரம் அங்கே நடப்பது என்ன என்பதை கவனித்து பார்த்தால்...
பொதுவாக சூராவளி என்பது ஒரு காற்று அழுத்தம் குறைவாக இருக்கும் ஒரு புள்ளியை நோக்கி அதன் நாளா பக்கமும் இருந்து அழுத்தம் அதிகம் உள்ள பகுதி நோக்கி காற்று பாய்ந்து செல்வது ஆகும். ஆனால் அது ஒரு புள்ளியை நோக்கி பல திசையில் இருந்து பாயும் அம்பு போல பாயாமல் சூழல் வடிவில் பாய்வதற்கு காரணம் நாம் மேலே பார்த்த படி கீழே நாம் வெவேறு வேகத்தில் நகர்ந்து கொண்டிருப்பது தான். (அதாவது அது என்னமோ ஒரே புள்ளியை நோக்கி தான் பாய்கிறது நாம் தான் வெவேறு வேகத்தில் பயணித்த படி அதை பார்க்கிறோம் )

பூமியின் வேகம் ஈகுவெட்டரில் இருந்து மேல் நோக்கி செல்ல செல்ல குறைவது தான் மேலே உண்டாகும் புயல்களை இடது புறமாக சுழற்றுகிறது.
மையத்தில் இருந்து கீழே செல்ல செல்ல பூமி வேகம் குறைவாக இருபது தான்  அதை வலது பக்கமாக சுழற்றுகிறது.

அடுத்த முறை வாஷ் பேஷனில் தண்ணீர் சுழன்றால் அதற்கும் புயலுக்கும் உள்ள தொடர்பை நினைத்து பார்த்து ரசியுங்கள்.

அறிவியல் காதலன்
ரா.பிரபு