कुतूहल : फुगा हवेवर का तरंगतो?

पाण्यात रिकामी प्लास्टिकची बाटली ठेवली तर ती तरंगत राहते, कारण ती पाण्यापेक्षा हलकी असते. हवा आणि पाणी हे दोन्ही पदार्थ प्रवाही आहेत. प्रवाही पदार्थावर जेव्हा वस्तू तरंगते तेव्हा त्या वस्तूवर दोन प्रकारची बलं काम करत असतात. गुरुत्वाकर्षण बल त्या वस्तूला खाली ओढत असतं. तर ज्या प्रवाही पदार्थात ती वस्तू तरंगत असते, तो पदार्थ त्या वस्तूला वरच्या दिशेने ढकलत असतो.

म्हणजे प्रवाही पदार्थाकडून एक ऊर्ध्वबल काम करत असतं. जेवढा प्रवाही पदार्थ दाट, तेवढं ऊर्ध्वबल अधिक! म्हणजेच तो प्रवाही पदार्थ त्या वस्तूला आतमध्ये शिरू देत नाही; म्हणूनच प्रवाही पदार्थाला बाजूला सारत, त्यातून खाली घुसत जाण्याएवढी घनता, जर त्या वस्तूकडे नसेल तर ती वस्तू त्या प्रवाही पदार्थावर तरंगते. थोडक्यात, रिकाम्या प्लास्टिकच्या बाटलीची घनता पाण्यापेक्षा कमी म्हणून ती पाण्यावर तरंगते.

रबरापासून बनवलेल्या फुग्यात हवा भरत असताना, फुग्याच्या आतल्या हवेचं प्रमाणं वाढतं. आतल्या हवेच्या बलामुळे, फुगा ताणला जातो. त्याचा आकार मोठा होत जातो आणि जसजसा तो आकाराने मोठा होतो, तसतशी त्याची घनताही हवेच्या घनतेपेक्षा अगदी किंचितच जास्त होते. अशा हवेपेक्षा थोडीशीच जास्त घनता असलेल्या फुग्याला खाली यायला हवाही विरोध करत असते. त्या विरोधातून जोर लावत, आपला पसरला गेलेला पृष्ठभाग दाबत, फुग्याला खाली यावं लागतं. म्हणूनच हवा भरलेला फुगा हळूहळू तरंगत खाली येतो. मात्र दगड किंवा हवेपेक्षा खूप जास्त घनता असलेली इतर कोणतीही वस्तू अगदी सहज जमिनीवर पडते.

हवेत कायम तरंगतच राहाणार्‍या फुग्यांमध्ये ‘हेलिअम’ वायू भरलेला असतो. हवा हेलिअमपेक्षा सहा ते सातपट जड असते. म्हणजेच हेलिअम वायू हवेपेक्षा खूपच हलका असतो. म्हणूनच हेलिअम वायूने भरलेले फुगे अगदी उंचावर दिमाखात हवेत तरंगताना दिसतात. हवा आणि फुगा यांची घनता आणि फुग्याचं हवेतून खाली सरकणार्‍या पृष्ठभागाचं क्षेत्रफळ, या दोन गोष्टींवर फुगा किती वेळ तरंगत राहाणार हे ठरतं!

सुचेता भिडे

मराठी विज्ञान परिषद

ईमेल : office@mavipa.org

संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org