कुतूहल : भोवरा तोल कसा सावरतो?

भोवरा स्वत:भोवती आणि गोलाकार फिरतो, तेव्हा त्याला अशी एक गती प्राप्त होते जी त्याला थांबू देत नाही. ही गती म्हणजेच कोनीय संवेग! हा कोनीय संवेग भोवर्‍याकडे येतो तरी कुठून? भोवर्‍याच्या फिरण्याच्या हट्टीपणामुळे आणि त्याच्या वजनामुळे त्याला हा कोनीय संवेग प्राप्त होतो. 

आता हट्टीपणाबद्दल सांगायचं झालं तर जेव्हा एखादी वस्तू एका जागी स्थिर असते तेव्हा ती त्याच जागी स्थिर राहण्याचा प्रयत्न करते आणि जर एखादी वस्तू ठरावीक वेगाने जात असेल तर ती त्याच वेगात राहण्याचा प्रयत्न करते. जोपर्यंत आपण तिला थांबवत नाही तोपर्यंत ती वस्तू आपला फिरायचा हट्टीपणा काही सोडत नाही. कोनीय संवेगामुळे भोवर्‍याने जमिनीशी साधलेल्या ठरावीक कोनात राहूनच तो गतिमान राहतो.

मग यात भोवर्‍याच्या वजनाचा काय संबंध? अहो नुसता वजनाचाच नाही तर ते वजन कुठच्या बाजूला आहे याचाही संबंध आहे. भोवरा हा जड असेल आणि त्याचं वजन हे जर त्याच्या बाहेरच्या बाजूला असेल तर त्याचा फिरण्याचा हट्टीपणा हा जास्त असतो. तसंच तो हलका असेल आणि त्याचं वजनही त्याच्या मध्यभागात असेल तर त्याचा फिरण्याचा हट्टीपणा हा कमी असतो.

थोडक्यात सांगायचं झालं तर जड आणि बाहेर वजन असलेला भोवरा जास्त समतोल ठेवून फिरतो तर हलका आणि मध्यभागात वजन एकवटलेला भोवरा फार काळ तोल धरू शकत नाही. 

गुरुत्वाकर्षणही सदैव भोवर्‍याला खाली पाडण्याचा प्रयत्न करत असतं, पण भोवर्‍याचा फिरण्याचा वेग जास्त असेल तर तो त्याला प्रतिरोध करतो. यालाच ‘जायरोस्कोपिक परिणाम’ असं म्हणतात. जोपर्यंत हा फिरण्याचा जोर जास्त असतो तोपर्यंत पृथ्वीचं गुरुत्वाकर्षण त्याला खाली पाडू शकत नाही आणि भोवरा जास्त वेळ उभा राहतो. जसजशी भोवर्‍याची फिरण्याची गती कमी होते तसतसा भोवर्‍याचा समतोल ढासळतो.

तसंच भोवर्‍याच्या खालच्या बाजूला जे लोखंडी टोक असतं, ज्याला ‘आरी’ म्हणतात. जेव्हा हे टोक सरळ आणि टोकदार असतं तेव्हाच भोवरा स्थिरपणे फिरतो.

– सुजाता आग्रे

मराठी विज्ञान परिषद

ईमेल : office@mavipa.org

संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org