പെൻഡുലം അത്ര നിസാരൻ ആണോ
നമ്മുടെ വാൾ ക്ളോക്കുകളിൽ തൂങ്ങി ആടുന്ന പെൻഡുലം എല്ലാവരും കണ്ടിരിക്കും. അതു ചുമ്മാ ഭംഗിക്ക് ആണെന്നാണ് പലരും കരുതിയിരിക്കുന്നത്
:) സത്യത്തിൽ
എന്താണ് അതു ? വളരെ ലളിതമായതു എങ്കിലും വളരെ ശക്തമായ ഒരു ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണം
ആണ് അത്. ആദ്യം ലളിതമായ ചില കാര്യങ്ങൾ നമുക്ക് നോക്കാം.
ഭാരം കൂടിയ ഒരു കട്ടി ( bob ), ഭാരം കുറഞ്ഞ നീണ്ട വാടിയിലോ അല്ലെങ്കിൽ നൂലിലോ കെട്ടിയിട്ട് ചെറുതായി ആട്ടിയാൽ അതു പെൻഡുലം ആയി. ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വഘർഷണം കാരണമാണ് പെൻഡുലം ആടുന്നത്. കെട്ടി ഇട്ടിരിക്കുന്ന ഇടം മുതൽ കട്ടിയുടെ ഭാര-കേന്ദ്രം വരെ ഉള്ള നീളത്തെ ആണ് 'പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളം' എന്നു പറയുക. ചെറുതായി ആട്ടിയാലും വലുതായി ആട്ടിയാലും പെൻഡുലം ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിൽ വിത്യാസം വരില്ല. ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയം 'പെന്ഡുലത്തിന്റെ നീളത്തിനു' മാത്രം ആനുപാതീകമായിരിക്കും. ( കട്ടിയുടെ ഭാരം ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തെ ഒരു തരത്തിലും ബാധിക്കില്ല.) എന്നു വച്ചാൽ.. ഒരേ നീളമുള്ള പെൻഡുലം ചെറുതായി ആട്ടിയാലും, വലുതായി ആട്ടിയാലും ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയം ഒന്നായിരിക്കും എന്ന്. ഇതാണ് ക്ളോക്കിൽ നമ്മൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുക.
ഉദാഹരണത്തിന് 1 സെക്കന്റിൽ ഒരു വട്ടം ആടുന്ന പെന്ഡുലത്തൽ ഓരോ ആട്ടം കഴിയുമ്പോഴും സെക്കന്റ് സൂചി ഒന്നു ചലിക്കുന്നു. ചൂട് കൂടുമ്പോൾ ഇരുമ്പും, ലോഹങ്ങളും മറ്റും ചെറുതായി വികസിക്കുന്നു. വികസിസിച്ചാൽ പെന്ഡുലത്തിന്റെ നീളം കൂടുകയും സമയം സ്ലോ ആവുകയും ചെയ്യും. അതു കാരണമാണ് പെന്ഡുലത്തിൽ കട്ട തൂക്കി ഇടുവാനായി നമ്മൾ ചൂടിൽ വികസിക്കാത്ത മരത്തിന്റെയോ മറ്റോ വടി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
പുതിയ പെൻഡുലം ക്ളോക്ക് നമ്മൾ വാങ്ങി ഫിക്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ അതിലെ പെൻഡുലം ആടുന്നത് സെക്കന്റിൽ 1 വട്ടം ആയിരിക്കില്ല. ( 1 സെക്കന്റിൽ 1 ആട്ടം, 2 സെക്കന്റിൽ ഒരു ആട്ടം, അങ്ങനെ പല സെറ്റിഗും ക്ളോക്കിൽ ഉണ്ടാവാം ) അതുകൊണ്ടാണ് സമയം ഫാസ്റ്റോ, സ്ലോവോ ആകുന്നത്. പിന്നീട് നമ്മൾ അതിലെ കട്ടയ്ക്കു ( bob ) കീഴെ ഉള്ള ബോൾട്ട് അഡ്ജസ്റ് ചെയ്യുന്നു. സമയം സ്ലോ ആക്കുവാൻ ആണെങ്കിൽ താഴേയ്ക്കും, ഫാസ്റ് ആക്കുവാൻ ആണെങ്കിൽ മുകളിലേക്കും തിരിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളം കൂട്ടുകയോ, കുറയ്ക്കുകയോ ആണ് ഇവിടെ നാം ചെയ്യുന്നത്.
400 വർഷങ്ങൾക്കു മുൻപ് ഗലീലിയോ ആണ് പെൻഡുലത്തിന്റെ ഈ പ്രത്യേകത മനസിലാക്കിയത്. പള്ളിയിലെ പല നീളത്തിലുള്ള തൂക്ക് വിളക്കുകൾ പല സമയം കൊണ്ട് ആടുന്നത് അദ്ദേഹം ശ്രദ്ധിച്ചു. കൂടുതൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ വഴി അദ്ദേഹം പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളവും, അതിനു ആടാൻ ആവശ്യമായ സമയവും തമ്മിലുള്ള സൂത്രവാക്യം ഉണ്ടാക്കി.
T = 2π✓(l/g),
ഇതിൽ g എന്നത് ഭൂമിയുടെ ഗ്രാവിറ്റി ആയ 9.8 m / sec / sec .
π = 3.14
l = പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളം. ( കെട്ടി ഇട്ടിരിക്കുന്ന ഇടം മുതൽ കട്ടിയുടെ ഭാര-കേന്ദ്രം വരെ ഉള്ള നീളം )
T = ആടാൻ ആവശ്യമായ സമയം. ( തുടങ്ങിയ ഇടത്തു തിരിച്ചു എത്താൻ ആവശ്യമായ സമയം )
പെൻഡുലം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ക്ളോക്ക് ആദ്യമായി നിർമിച്ചത് ഡച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ക്രിസ്ത്യൻ ഹ്യൂയ്ഗൺസ് ആണ്. 1657 ഇൽ.
1927 ഇൽ ക്വാർട്ടസ് ക്രിസ്റ്റൽ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ക്ളോക്ക് കണ്ടുപിടിക്കും വരെ പെൻഡുലം ക്ളോക്ക് ആയിരുന്നു കേമൻ. എന്നിരുന്നാലും ഇപ്പോഴും നമ്മൾ പെൻഡുലം ക്ളോക്ക് ഉപയോഗിച്ച് വരുന്നു. പെൻഡുലം ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിന്റെ കൃത്യത ആണ് ക്ളോക്കിന്റെ കൃത്യത. ദിവസത്തിൽ 1 സെക്കന്റ് പോലും വിത്യാസം വരാത്ത പെൻഡുലം ക്ളോക്കുകൾ ആണ് നമുക്ക് ഇന്ന് ഉള്ളത്.
ഇനി പറയൂ.. ശാന്തമായി ആടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇത്ര ലളിതമായ പെൻഡുലം അത്ര നിസാരൻ ആണോ ?
നമ്മുടെ വാൾ ക്ളോക്കുകളിൽ തൂങ്ങി ആടുന്ന പെൻഡുലം എല്ലാവരും കണ്ടിരിക്കും. അതു ചുമ്മാ ഭംഗിക്ക് ആണെന്നാണ് പലരും കരുതിയിരിക്കുന്നത്
:) സത്യത്തിൽ
എന്താണ് അതു ? വളരെ ലളിതമായതു എങ്കിലും വളരെ ശക്തമായ ഒരു ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണം
ആണ് അത്. ആദ്യം ലളിതമായ ചില കാര്യങ്ങൾ നമുക്ക് നോക്കാം.ഭാരം കൂടിയ ഒരു കട്ടി ( bob ), ഭാരം കുറഞ്ഞ നീണ്ട വാടിയിലോ അല്ലെങ്കിൽ നൂലിലോ കെട്ടിയിട്ട് ചെറുതായി ആട്ടിയാൽ അതു പെൻഡുലം ആയി. ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വഘർഷണം കാരണമാണ് പെൻഡുലം ആടുന്നത്. കെട്ടി ഇട്ടിരിക്കുന്ന ഇടം മുതൽ കട്ടിയുടെ ഭാര-കേന്ദ്രം വരെ ഉള്ള നീളത്തെ ആണ് 'പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളം' എന്നു പറയുക. ചെറുതായി ആട്ടിയാലും വലുതായി ആട്ടിയാലും പെൻഡുലം ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിൽ വിത്യാസം വരില്ല. ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയം 'പെന്ഡുലത്തിന്റെ നീളത്തിനു' മാത്രം ആനുപാതീകമായിരിക്കും. ( കട്ടിയുടെ ഭാരം ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തെ ഒരു തരത്തിലും ബാധിക്കില്ല.) എന്നു വച്ചാൽ.. ഒരേ നീളമുള്ള പെൻഡുലം ചെറുതായി ആട്ടിയാലും, വലുതായി ആട്ടിയാലും ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയം ഒന്നായിരിക്കും എന്ന്. ഇതാണ് ക്ളോക്കിൽ നമ്മൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുക.
ഉദാഹരണത്തിന് 1 സെക്കന്റിൽ ഒരു വട്ടം ആടുന്ന പെന്ഡുലത്തൽ ഓരോ ആട്ടം കഴിയുമ്പോഴും സെക്കന്റ് സൂചി ഒന്നു ചലിക്കുന്നു. ചൂട് കൂടുമ്പോൾ ഇരുമ്പും, ലോഹങ്ങളും മറ്റും ചെറുതായി വികസിക്കുന്നു. വികസിസിച്ചാൽ പെന്ഡുലത്തിന്റെ നീളം കൂടുകയും സമയം സ്ലോ ആവുകയും ചെയ്യും. അതു കാരണമാണ് പെന്ഡുലത്തിൽ കട്ട തൂക്കി ഇടുവാനായി നമ്മൾ ചൂടിൽ വികസിക്കാത്ത മരത്തിന്റെയോ മറ്റോ വടി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
പുതിയ പെൻഡുലം ക്ളോക്ക് നമ്മൾ വാങ്ങി ഫിക്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ അതിലെ പെൻഡുലം ആടുന്നത് സെക്കന്റിൽ 1 വട്ടം ആയിരിക്കില്ല. ( 1 സെക്കന്റിൽ 1 ആട്ടം, 2 സെക്കന്റിൽ ഒരു ആട്ടം, അങ്ങനെ പല സെറ്റിഗും ക്ളോക്കിൽ ഉണ്ടാവാം ) അതുകൊണ്ടാണ് സമയം ഫാസ്റ്റോ, സ്ലോവോ ആകുന്നത്. പിന്നീട് നമ്മൾ അതിലെ കട്ടയ്ക്കു ( bob ) കീഴെ ഉള്ള ബോൾട്ട് അഡ്ജസ്റ് ചെയ്യുന്നു. സമയം സ്ലോ ആക്കുവാൻ ആണെങ്കിൽ താഴേയ്ക്കും, ഫാസ്റ് ആക്കുവാൻ ആണെങ്കിൽ മുകളിലേക്കും തിരിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളം കൂട്ടുകയോ, കുറയ്ക്കുകയോ ആണ് ഇവിടെ നാം ചെയ്യുന്നത്.
400 വർഷങ്ങൾക്കു മുൻപ് ഗലീലിയോ ആണ് പെൻഡുലത്തിന്റെ ഈ പ്രത്യേകത മനസിലാക്കിയത്. പള്ളിയിലെ പല നീളത്തിലുള്ള തൂക്ക് വിളക്കുകൾ പല സമയം കൊണ്ട് ആടുന്നത് അദ്ദേഹം ശ്രദ്ധിച്ചു. കൂടുതൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ വഴി അദ്ദേഹം പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളവും, അതിനു ആടാൻ ആവശ്യമായ സമയവും തമ്മിലുള്ള സൂത്രവാക്യം ഉണ്ടാക്കി.
T = 2π✓(l/g),
ഇതിൽ g എന്നത് ഭൂമിയുടെ ഗ്രാവിറ്റി ആയ 9.8 m / sec / sec .
π = 3.14
l = പെൻഡുലത്തിന്റെ നീളം. ( കെട്ടി ഇട്ടിരിക്കുന്ന ഇടം മുതൽ കട്ടിയുടെ ഭാര-കേന്ദ്രം വരെ ഉള്ള നീളം )
T = ആടാൻ ആവശ്യമായ സമയം. ( തുടങ്ങിയ ഇടത്തു തിരിച്ചു എത്താൻ ആവശ്യമായ സമയം )
പെൻഡുലം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ക്ളോക്ക് ആദ്യമായി നിർമിച്ചത് ഡച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ക്രിസ്ത്യൻ ഹ്യൂയ്ഗൺസ് ആണ്. 1657 ഇൽ.
1927 ഇൽ ക്വാർട്ടസ് ക്രിസ്റ്റൽ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ക്ളോക്ക് കണ്ടുപിടിക്കും വരെ പെൻഡുലം ക്ളോക്ക് ആയിരുന്നു കേമൻ. എന്നിരുന്നാലും ഇപ്പോഴും നമ്മൾ പെൻഡുലം ക്ളോക്ക് ഉപയോഗിച്ച് വരുന്നു. പെൻഡുലം ആടാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിന്റെ കൃത്യത ആണ് ക്ളോക്കിന്റെ കൃത്യത. ദിവസത്തിൽ 1 സെക്കന്റ് പോലും വിത്യാസം വരാത്ത പെൻഡുലം ക്ളോക്കുകൾ ആണ് നമുക്ക് ഇന്ന് ഉള്ളത്.
ഇനി പറയൂ.. ശാന്തമായി ആടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇത്ര ലളിതമായ പെൻഡുലം അത്ര നിസാരൻ ആണോ ?