Sunday, September 14, 2014

അഭിയും വിശ്വവും -QA Session #3

വരയും ചോദ്യവും അഭിജിത്ത് : 

പട്ടികയില്‍(മരം) ആണി തറക്കുമ്പോള്‍ ചില സമയങ്ങളില്‍ വിള്ളലുണ്ടാകുന്നതെന്തുകൊണ്ടാണ് ?




ഉത്തരം : കടപ്പാട് : വിശ്വപ്രഭ 

നല്ല ഒന്നാംതരം ചോദ്യമാണിതു്! 
ആണി തറയ്ക്കുന്ന പരിപാടി തന്നെ ഫിസിക്സിലെ രസമുള്ള ഒരദ്ധ്യായമാണു്.
മരത്തിലെ വിള്ളൽ കെമിസ്ട്രിയിലേയും ബയോളജിയിലേയും!

മർദ്ദം എന്നു നാം പറയാറില്ലേ? എന്താണതിന്റെ അടിസ്ഥാനസൂത്രവാക്യം എന്നോർമ്മയുണ്ടോ?
മർദ്ദം (Pressure) P = ബലം ÷ വിസ്തീർണ്ണം അതായതു് 
Pressure P = Force F ÷ Area A

മരത്തിലേക്കു് ചുറ്റിക കൊണ്ടു് ആണി അടിച്ചുകയറ്റുമ്പോൾ അഭി കുറേ ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ടു്. (അങ്ങനെ പെട്ടെന്നു് വളരെക്കുറച്ചുസമയം കൊണ്ടു് ഒരു ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നതിനെ Impact എന്നും അത്തരം ഇമ്പാക്റ്റ് എത്ര സമയം കൊണ്ടുണ്ടായി എന്ന കണക്കിനെ Impulse എന്നും പറയും).

ആ ബലം മുഴുവൻ ആണി ഒന്നുകിൽ സ്വയം ഏറ്റെറ്റുക്കണം അല്ലെങ്കിൽ വേറെ എവിടേക്കെങ്കിലും കൈമാറണം.

ബലം സ്വയം ഏറ്റെടുക്കുക എന്നുപറഞ്ഞാൽ അഭി ചെലവഴിച്ച ഊർജ്ജം മുഴുവൻ ആണി തന്നെ ഉപയോഗിച്ചുതീർക്കുക എന്നാണർത്ഥം. അതെങ്ങനെ പറ്റും? 

ആണിക്കു തീരെ മുന - മൂർച്ചയില്ലായിരുന്നു എന്നു കരുതുക.
ആണിയുടെ കീഴറ്റത്തു് മുനയുണ്ടായിരുന്നില്ല. അതായതു് വിസ്തീർണ്ണം കൂടുതലായിരുന്നു. അഭി ഏൽപ്പിച്ച ബലം മുഴുവൻ ആ വിസ്തീർണ്ണം കൊണ്ടു് ഹരിച്ചാൽ കിട്ടുന്ന മർദ്ദം മരത്തിനെ 'ഏശി'യില്ല. മരത്തിലെ തന്മാത്രകൾ നല്ല സ്നേഹത്തിൽ തന്നെ പരസ്പരം കൈകോർത്തുനിൽക്കുകയായിരുന്നു. അവയെല്ലാവരും കൂടി ആ ബലം സമമായി പങ്കിട്ടെടുത്തു. 

പക്ഷേ, അഭി ചുറ്റികയിലൂടെ കൊടുത്തുവിട്ട ആക്കം / ഊർജ്ജം എവിടെയെങ്കിലും ചെലവഴിച്ചേ പറ്റൂ. കാരണം ഊർജ്ജത്തിനെ ഒരിക്കലും ഇല്ലാതാക്കാൻ പറ്റില്ലല്ലോ.മറ്റൊരു തരം ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റാനല്ലേ പറ്റുള്ളൂ?

ആണി ഇരുമ്പുകൊണ്ടുണ്ടാക്കിയതാണു്. മരത്തിലെപ്പോലെത്തന്നെ അതിലെ തന്മാത്രകളൊക്കെ വളരെ സ്നേഹത്തോടെ പരസ്പരം കൈകോർത്തുനിൽക്കുകയാണു്. പക്ഷേ, ചുറ്റിക ചെന്നടിക്കുമ്പോൾ ആ സ്നേഹമൊക്കെ വേണ്ടെന്നുവെച്ച് ബന്ധങ്ങളൊക്കെ വിടർത്തി തന്മാത്രകൾ അവയുടെ സീറ്റുകളിൽനിന്നു് എണീറ്റുമാറും. ആണി ഏതെങ്കിലും ഒരു വശത്തേക്കു് വളയും. അല്ലെങ്കിൽ അവിടെത്തന്നെ നിന്നു് ദേഷ്യം പിടിക്കും (ചൂടാവും). ആ ചൂടൊക്കെ അപ്പോൾതന്നെ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കു പെട്ടെന്നു പടർന്നു നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യും.

അഭി കൊടുത്തയച്ച കായികോർജ്ജം / യാന്ത്രികോർജ്ജം അങ്ങനെ ചൂടായി മാറി അന്തരീക്ഷത്തിൽ ചെന്നുചേർന്നു.


ഇനി അതല്ല, ആണിക്കു നല്ല മൂർച്ചയുണ്ടായിരുന്നു എന്നുകരുതുക.

അപ്പോൾ ആണിയുടെ കീഴറ്റത്തെ കുറച്ചുഭാഗം മാത്രമാണു് മരത്തിനെ തൊടുന്നതു്. ബലം ÷ വിസ്തീർണ്ണം = മർദ്ദം. ബലം മുമ്പത്തേതുതന്നെ. പക്ഷേ വിസ്തീർണ്ണം തീരെ കുറഞ്ഞുപോയി. അംശം മാറാതെ ഛേദം മാത്രം കൂടിയാൽ എന്തു സംഭവിക്കും? ഉത്തരായി കിട്ടന്നഖ്യ, ഹലം ഭയങ്കരമായി വർദ്ധിക്കും!

അതായതു് ഇപ്പോൾ മരക്കട്ടയിലെ ഏതാനും കുട്ടികൾ മാത്രമാണു് ഈ ബലം മുഴുവൻ ഏറ്റെടുക്കാൻ പോകുന്നതു്. അത്ര ബലം താങ്ങാൻ അവയ്ക്കു ശക്തി(strength)യുമില്ല.

ശക്തി എന്നാലെന്താണു്? പരസ്പരം കൈകോർത്തുനില്ക്കുന്ന സ്നേഹം തന്നെ. അങ്ങനെ കൈകോർത്തുനിൽക്കാൻ പണ്ടെന്നോ കുറേ ഊർജ്ജം ചെലവായിട്ടുണ്ടു്. [സ്പ്രിങ്ങിലും മറ്റും മുറുക്കിവെച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെയാണു് ആ തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം ചേർന്നിരിക്കുന്നതു്. അതുകൊണ്ടു് അവയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഈ തന്മാത്രാന്തരബലം (Intermolecular force) സ്ഥാനികോർജ്ജമാണു്. (potential energy).]

ആ ശക്തിയെ അറുത്തുമുറിക്കണം. അതാണു് ആണി മരക്കട്ടയോടു ചെയ്യുന്നതു്. അതു ചെന്നുകൊള്ളുന്ന ഭാഗത്തെ മരക്കുട്ടികളെ ആണി ബലമായി ചുറ്റുവട്ടത്തേക്കു് തള്ളിമാറ്റുന്നു. മരക്കുട്ടിത്തന്മാത്രകളാവട്ടെ, ആണിയെ അവയ്ക്കിടയിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ആണിക്കുട്ടികളും മരക്കുട്ടികളും കൈകോർത്തുപിടിച്ചിരിക്കുന്ന രീതി പക്ഷേ സ്വല്പം വ്യത്യാസമുണ്ടു്. 

ഇന്നാൾ ഞാൻ ഫോട്ടോ എടുത്തുചേർത്ത ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ Fe എന്ന ഇരുമ്പിന്റെ കള്ളി നോക്കുക. അതിൽ ഒരു പ്രത്യേകതരം ചതുരക്കട്ട വരച്ചുവെച്ചിരിക്കുന്നതു കാണാം. ഇരുമ്പിന്റെ തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം കൈകോർത്തുനിൽക്കുന്ന രീതിയാണു് ഇങ്ങനെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതു്. ഇത്തരത്തിൽ ക്രമമായി അച്ചടക്കത്തോടെ നിൽക്കുന്ന വ്യവസ്ഥയെ ക്രിസ്റ്റൽ സംവിധാനം എന്നു പറയും.
ഇരുമ്പിനെ ക്രിസ്റ്റലുകൾ bcc (body centered cubic) എന്ന ചിട്ടയിലാണുള്ളതു്. പരസ്പരസാമ്യം - സാദൃശ്യം (symmetry) ധാരാളമുള്ള രീതിയാണതു്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ യൂണിഫോമിട്ട പട്ടാളക്കാരുടേതുപോലെ, നല്ല ഒത്തൊരുമയാണു്. കൂട്ടായ ശക്തി കൂടും. പുറത്തുനിന്നു് എന്തെങ്കിലും ബലം ഏൽപ്പിച്ചാലും പരസ്പരം വിട്ടുപോവാതെ ചെറുത്തുനിൽക്കാനുള്ള കഴിവും കൂടും. 

https://ml.wikipedia.org/.../%E0%B4%95%E0%B5%8D%E0%B4%B0...


പക്ഷേ, മരത്തിന്റെ കാര്യം അങ്ങനെയല്ല. അതിലെ തന്മാത്രകളൊക്കെ പല തരത്തിൽ പെട്ടവയാണു്. പരസ്പരം ചേർന്നുനിൽക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും പട്ടാളക്കാരുടെ പോലെ യൂണിഫോമും ക്രിസ്റ്റലുമൊന്നും അവയിൽ അത്ര പോരാ. തീവണ്ടിയിൽ കയറുന്ന ആളുകളെപ്പോലെയാണു്, പല ദേശക്കാർ, പല വേഷക്കാർ,പലരീതിക്കാർ. അതുകൊണ്ടു് ഇരുമ്പിന്റെ അത്ര കൂട്ടുപൊരുത്തമോ ഒത്തൊരുമയോ ഇല്ല.
തീവണ്ടിയിയാത്രക്കാരിൽ കുറേ ഹിന്ദിക്കാരും കുറേ മലയാളികളും കുറേ സായിപ്പന്മാരും ഉണ്ടായിരുന്നു എന്നുവെക്കുക. പെട്ടെന്നു് ഒരു അപകടമുണ്ടായി. ആളുകൾ ആരെയൊക്കെയാണു് ആദ്യം രക്ഷിക്കാൻ ശ്രമിക്കുക? അവനവന്റെ നാട്ടുകാരെ, അല്ലേ?

മരത്തിലെ തന്മാത്രകളും ഇങ്ങനെ പല രീതിക്കാരാണു്. അവർ കൈകോർത്തുപിടിച്ചിരിക്കുന്നതും അങ്ങനെത്തന്നെ. എല്ലാവരും എല്ലാവരുമായും കോർത്തുപിടിക്കുന്നതിനുപകരം നാരുകളായി നീളത്തിലാണവരുടെ സഹകരണസംഘം.
അതിനും കാരണമുണ്ടു്. അതു ജീവശാസ്ത്രത്തിൽ തിരയാം.


എന്തുകൊണ്ടാണു് തടികൾ നാരുരൂപത്തിൽ കാണുന്നതു്?

അതിനു പല കാരണങ്ങളുമുണ്ടു്. മുഖ്യമായതിൽ ഒന്നു് വാർഷികവലയത്തിന്റെ പോസ്റ്റിൽ പറഞ്ഞുകഴിഞ്ഞു. തടിയുടെ കോശങ്ങൾ കുഴൽ ആകൃതിയിൽ പരസ്പരം ചേർന്നുനിന്നിട്ടാണു് വേരിൽ നിന്നു ഇലയിലേക്കും തിരിച്ചും വെള്ളം, ചായ, കാപ്പി, (
ച്ഛേ! അതൊന്നുമില്ല), അന്നജം തുടങ്ങിയവയെല്ലാം അങ്ങോട്ടുമിങ്ങോട്ടും എത്തിക്കുന്നതു്. നാരുകൾക്കുപകരം ചതുരക്കട്ട രീതിയിലാണെങ്കിൽ ഇതു തീരെ എളുപ്പമാവില്ല. 

എന്നാൽ വേറൊരു കാരണം കൂടിയുണ്ടു്. വളയുന്നതിനുള്ള കഴിവു് (flexibility) ആണതു്. എത്ര കണ്ടു് നേരിയ നാരുകളാണോ അത്ര കണ്ടു് ആ വസ്തുവിനു് വളയാം. (വളയുന്ന വൈദ്യുതിക്കമ്പികളും വയാത്ത കമ്പികളും കണ്ടിട്ടില്ലേ? പൊട്ടുകയോ ഒടിയുകയോ ചെയ്യാതെ നാരുകൾക്കു തമ്മിൽ പരസ്പരം തെന്നിമാറാനുള്ള കഴിവുകൊണ്ടാണു് ഇങ്ങനെ വളയാൻ പറ്റുന്നതു്.

മരങ്ങൾക്കു് അങ്ങനെ വളയാൻ കഴിയുന്നതുകൊണ്ടു്എന്താണു മെച്ചം? ഏതുതരം മരങ്ങൾക്കാണു് കൂടുതൽ വളയാൻ കഴിയുന്നതു്? അവയുടെ തടിയുടെ പ്രത്യേകത എന്താണു്? അവയിൽ ആണി അടിക്കുമ്പോൾ വിള്ളുന്ന പ്രവണത കൂടുതലുണ്ടോ?
കവുങ്ങ് (അടക്കാമരം) , തെങ്ങ്, പന എന്നിവയെന്തുകൊണ്ടണു് മേശയും കസേരയുമൊന്നും ഉണ്ടാക്കാൻ അനുയോജ്യമല്ലാത്തതു്?

നാരുകൾ കൂടുതലുള്ള തടികളിൽ ആണിയടിച്ചാൽ അവ പെട്ടെന്നു വിണ്ടുപൊളിയും. ഇനി അവ കുറവുള്ള തടികളിൽ തന്നെ, ചിലപ്പോൾ എന്തെങ്കിലും കേടുകൊണ്ടോ ഉണക്കം കൊണ്ടോ നെടുകെ സൂക്ഷ്മമായ വിള്ളലുകൾ മുമ്പേ ഉണ്ടായിരിക്കും. (അതായതു് ആ ഭാഗത്തുള്ള തന്മാത്രകൾ കൈകോർത്തുനില്ക്കാതെ പരസ്പരം മുഖം തിരിഞ്ഞു് രണ്ടു ചേരിയായി നിൽക്കുകയാണു്.) 

അത്തരം തടിക്കഷ്ണങ്ങളിൽ ആണി ചെന്നു തറയ്ക്കുമ്പോൾ വൃത്താകാരത്തിൽ ചുറ്റിനുമായി വിട്ടുപോകുന്നതിനുപകരം തന്മാത്രക്കൂട്ടങ്ങൾ നീളത്തിൽ ചേരിതിരിഞ്ഞുമാറിപ്പോകുന്നു. 

അപ്പോൾ നാം പറയും:" ആണി അടിച്ചു മരം പൊളിച്ചു; അടിപൊളി!"
.



No comments: