అక్కడ పప్పులు త్వరగా ఉడకవు!
ఎంత పెద్ద ఓడ అయినా సముద్రంలో తేలాల్సిందే. నీటిలో మునిగిపోయే ఇనుప ముక్క పాదరసంలో తేలుతుంది. ఎత్తైన ప్రదేశాల్లో పప్పులు సహా ఏవైనా ఆహార పదార్థాలు త్వరగా ఉడకవు. తుపాను గాలులకు బరువుండే ఇళ్ల పైకప్పులు కూడా పైకే ఎగిరిపోతాయి. ఇవన్నీ సాధారణ విషయాలుగా కనిపించినా, వాటన్నింటిలో కొన్ని నియమాలు పనిచేస్తుంటాయి. ప్రకృతిలో సహజ గమనాలకు, ఎన్నో యంత్ర పరికరాల పనితీరుకు ఆధారమైన ఈ భౌతిక శాస్త్ర ధర్మాల గురించి అభ్యర్థులకు పరిజ్ఞానం ఉండాలి. పాస్కల్, ఆర్కిమెడిస్, బెర్నౌలీ సూత్రాలు, అనువర్తనాలపై అవగాహన పెంచుకోవాలి.
ప్రవహించే పదార్థాన్ని ప్రవాహి అంటారు. ద్రవాలు, వాయువులు ప్రవాహులు. ప్రవాహి కలిగించే పీడనాన్ని ప్రవాహ పీడనం అంటారు. ప్రవాహి మూడు రకాల పీడనాలను కలిగిస్తుంది. అవి 1) అథఃపీడనం 2) ఊర్ధ్వపీడనం 3) పార్శ్వపీడనం.
పీడనం: ప్రమాణ వైశాల్యం ఉన్న తలంపై పనిచేసే బలాన్ని పీడనం అంటారు.
S.I. ప్రమాణం - న్యూటన్‌/మీటర్‌2
C.G.S. ప్రమాణం - డైన్‌/సెంటీమీటర్‌2
‣ పీడనానికి మరికొన్ని ప్రమాణాలు-అట్మాస్ఫియర్, బార్, టార్‌.
అథఃపీడనం: పాత్ర అడుగుతలాలపై ద్రవం కలిగించే పీడనాన్ని అథఃపీడనం అంటారు.
ఊర్ధ్వపీడనం: నీటిలో ఉంచిన వస్తువులపై పైదిశలో నీరు కలిగించే పీడనాన్ని ఊర్ధ్వపీడనం అంటారు.
ఉదా: నీటిలో ముంచిన ఫుట్‌బాల్‌ పైకి కదలడం.
పార్శ్వపీడనం: పాత్ర చుట్టూ గోడలపై నీరు కలిగించే పీడనాన్ని పార్శ్వపీడనం అంటారు.
పాస్కల్ నియమం: నిశ్చలస్థితిలో ఉండే ద్రవంపై ఒక బిందువు వద్ద పీడనాన్ని కలిగిస్తే అది ద్రవంలోని అన్ని బిందువులకు సమానంగా పంపిణీ అవుతుంది. దీనినే పాస్కల్ నియమం అంటారు.
అనువర్తనాలు:
‣ హైడ్రాలిక్‌ బ్రేకులు, హైడ్రాలిక్‌ జాకీలు పాస్కల్ సూత్రం ఆధారంగానే పనిచేస్తాయి.
‣ బ్రామాప్రెస్‌ పనిచేసే విధానం.
‣ వ్యవసాయ రంగంలో క్రిమిసంహారక మందులు చల్లడానికి ఉపయోగించే స్ప్రేయర్‌ కూడా ఈ నియమం ఆధారంగానే పనిచేస్తుంది.
‣ పత్తి నుంచి బేళ్ల తయారీకి పాస్కల్ నియమాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
ఆర్కిమెడిస్ నియమం: ‘ఏదైనా ఒక ప్రవాహిలో పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా ముంచిన వస్తువు కోల్పోయినట్లు అనిపించే బరువుకు, అది తొలగించిన ప్రవాహి బరువు సమానం’.
అనువర్తనాలు:
‣ బంగారం, వెండి, ప్లాటినం, వజ్రం లాంటి ఖరీదైన ఆభరణాల్లో లోపాలను ఈ నియమం ద్వారా కనుక్కోవచ్చు.
‣ పదార్థాల సాపేక్ష సాంద్రతను తెలుసుకోవచ్చు.
‣ పడవలు, ఓడలు, జలాంతర్గామి ఈ నియమం ఆధారంగానే పనిచేస్తాయి.
‣ చేపలు, మనుషులు, ఐస్‌బర్గ్‌ నీటిపై తేలడం ఈ సూత్రం ప్రకారమే జరుగుతుంది.
‣ ఉత్ప్లవన బలం వల్ల నీటితో నిండిన బకెట్‌ను బావి నుంచి పైకి లాగడం సులువవుతుంది..
‣ నీటిలో బాతు ఈదడంలోనూ ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం పనిచేస్తుంది.
ప్లవన సూత్రాలు: ఇవి మూడు రకాలు. వీటిని ఆర్కిమెడిస్ రూపొందించారు.
1) ఒక వస్తువు సాంద్రత ద్రవసాంద్రత కంటే తక్కువైనప్పుడు అది ఆ ద్రవ ఉపరితలంపై తేలుతుంది. ఉదా: చెక్క, రబ్బరు బంతి, మంచుముక్క, నూనె పదార్థాలు, థర్మాకోల్‌ మొదలైనవి.
2) ఒక వస్తువు సాంద్రత ద్రవసాంద్రతకు సమానమైతే ఆ వస్తువు సగభాగం ద్రవంలో మునిగి, సగభాగం ద్రవంలో తేలుతుంది. ఉదా: బిరడాలు, పెన్‌ క్యాప్‌లు.
3) ఒక వస్తువు సాంద్రత ద్రవసాంద్రత కంటే ఎక్కువైనప్పుడు ఆ వస్తువు ద్రవంలో మునిగిపోతుంది. ఉదా: రాయి, ఇనుము ముక్కలు.
అనువర్తనాలు:
‣ మంచు ముక్క నీటిపై తేలుతుంది కారణం మంచుసాంద్రత నీటిసాంద్రత కంటే తక్కువ.
‣ ఇనుప ముక్క నీటిలో మునుగుతుంది కారణం ఇనుము సాంద్రత నీటి సాంద్రత కంటే ఎక్కువ.
‣ ఇనుపముక్క పాదరసంలో తేలుతుంది కారణం ఇనుము సాంద్రత పాదరస సాంద్రత కంటే తక్కువ.
‣ నదిలో ప్రయాణిస్తున్న ఓడ సముద్రంలోకి ప్రవేశించగానే కొంతపైకి తేలుతుంది. ఎందుకంటే మంచినీటి సాంద్రత కంటే ఉప్పునీటి సాంద్రత ఎక్కువ.
ప్రెజర్‌ కుక్కర్‌: పీడనం పెరిగితే బాష్పీభవన స్థానం పెరుగుతుంది అనే సూత్రం ఆధారంగా ప్రెజర్‌ కుక్కర్‌ పనిచేస్తుంది.
‣ ఎత్తైన ప్రదేశాల్లో పీడనం తగ్గడం వల్ల నీరు త్వరగా ఆవిరై ఆహారపదార్థాలు ఉడకవు. అందుకే అక్కడ ఆహార పదార్థాలను ఉడికించడానికి ప్రెజర్‌కుక్కర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
‣ దీనిలో నీరు 120°C వద్ద మరుగుతుంది. అందువల్ల ఆహారపదార్థాలు త్వరగా ఉడుకుతాయి.
స్కేటింగ్‌: ‘పీడనాన్ని పెంచితే ద్రవీభవనస్థానం తగ్గుతుంది’ అనే సూత్రం ఆధారంగా స్కేటింగ్‌ నిర్వహిస్తారు.
‣ స్కేటింగ్‌ అంటే మంచుపై జారడం.
‣ మంచుద్రవీభవన స్థానం 0°C కన్నా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్నప్పుడు స్కేటింగ్‌ చేయడానికి వీలవుతుంది.
హైడ్రోడైనమిక్స్‌: ఇది ద్రవ ప్రవాహాల అధ్యయనం గురించి తెలియజేస్తుంది.
హైడ్రోమీటర్‌: ఇది ద్రవాల సాపేక్ష సాంద్రతను కొలుస్తుంది.
లాక్టోమీటర్‌: పాల సాపేక్ష సాంద్రతను కొలుస్తుంది.
హైగ్రోమీటర్‌: గాలిలో సాపేక్ష తేమ శాతాన్ని కొలుస్తుంది.
ఆటోమైజర్‌: దీనిని ద్రవాలను చిమ్మడానికి లేదా వెదజల్లడానికి ఉపయోగిస్తారు.
బెర్నౌలీ సూత్రం: ఏదైనా ఒక వస్తువు ఉపరితలానికి సమాంతరంగా గాలి వీచేటప్పుడు తలంపైన పీడనం, కింద ఉన్న పీడనం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. అడుగుభాగాన పీడనం ఎక్కువ కాబట్టి వస్తువులు పైదిశలో కదులుతాయి. దీనినే బెర్నౌలీ సూత్రం అంటారు. దీని ప్రకారం ఒక ప్రవాహి ప్రవహిస్తున్నప్పుడు అన్ని బిందువుల వద్ద ప్రవాహి గతి, స్థితిశక్తుల మొత్తం స్థిరంగా ఉంటుంది. అంటే ఇది శక్తినిత్యత్వ నియమాన్ని పాటిస్తుంది.
అనువర్తనాలు:
‣ గదిలో ఫ్యాన్‌ తిరుగుతున్నప్పుడు గోడకున్న క్యాలెండర్‌ కాగితాలు పైకి కదలడంలో బెర్నౌలీ సూత్రం ఉంది.
‣ తుపాను గాలికి గుడిసెలు, ఇళ్ల పైకప్పులు పైకి ఎగురుతాయి.
‣ స్పిన్‌బాల్‌ విసరడంలో బెర్నౌలీ నియమం పనిచేస్తుంది.
‣ వాహనాల్లో ఉండే కార్బొరేటర్‌లు ఈ నియమం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి.
‣ విమానాలు గాలిలో ప్రయాణించడం.
‣ బెలూన్లను ఎగరవేయడంలోనూ ఈ సూత్రం ఉంటుంది.
‣ ద్రవ ప్రవాహ రేటును కొలిచే వెంచురీ మీటర్‌ కూడా ఈ నియమం ఆధారంగానే పనిచేస్తుంది.
వాతావరణ పీడనం: భూమి చుట్టూ ఉండే గాలిని వాతావరణం అంటారు. అది భూమి మీద ఉండే ప్రతి వస్తువు మీద పీడనాన్ని కలిగిస్తుంది. దీనినే వాతావరణ పీడనం అంటారు.
‣ వాతావరణ పీడనాన్ని కొలిచే పరికరం బారోమీటర్‌.
‣ భారమితిలో పాదరసాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
‣ సముద్రమట్టం నుంచి పైకి వెళ్లేకొద్దీ గాలిసాంద్రత తగ్గడం వల్ల పీడనం తగ్గి, లోతుకు వెళ్లేకొద్దీ పీడనం పెరుగుతుంది.
‣ ఒక ప్రదేశంలో వాతావరణ పీడనం ఆ ప్రదేశంలో ఉష్ణోగ్రత, గాలిలోని తేమపై ఆధారపడుతుంది.
వాతావరణ పీడనంలో మార్పులు:
‣ భారమితిలో పాదరస మట్టం హఠాత్తుగా పడిపోవడం తుపాను రాకను సూచిస్తుంది.
‣ భారమితిలో పాదరస మట్టం నెమ్మదిగా తగ్గితే వర్షం రాకను ఊహించవచ్చు.
మాదిరి ప్రశ్నలు
1. పీడనానికి S.I. ప్రమాణం?
1) న్యూటన్‌ 2) డైన్‌ 3) జౌల్‌ 4) ఎర్గ్‌
2. నీటిలో ముంచిన ఫుట్‌బాల్‌ వదిలితే పైకి కదలడానికి దానిపై పనిచేసే పీడనం?
1) అథఃపీడనం 2) పార్శ్వపీడనం
3) ఊర్ధ్వపీడనం 4) వాతావరణ పీడనం
3. హైడ్రాలిక్‌ బ్రేకులు, జాకీలు, లిఫ్ట్‌లు పనిచేసే సూత్రం?
1) పాస్కల్ సూత్రం 2) ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం
3) బెర్నౌలీ సూత్రం 4) చార్లెస్‌ సూత్రం
4. గాలిలో విమానాలు ప్రయాణించేందుకు ఏ నియమం ఉపయోగపడుతుంది?
1) చార్లెస్‌ నియమం 2) బెర్నౌలీ నియమం
3) పాస్కల్ నియమం 4) ఆర్కిమెడిస్ నియమం
5. పడవలు, ఓడలు, జలాంతర్గామి ఏ నియమం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి?
1) ఆర్కిమెడిస్ నియమం 2) పాస్కల్ నియమం
3) బెర్నౌలీ నియమం 4) బాయిల్‌ నియమం
6. వాతావరణ పీడనాన్ని కొలిచే బారోమీటర్‌లో ఉపయోగించే పదార్థం?
1) ఆల్కహాల్‌ 2) బ్రోమిన్‌
3) గాలియం 4) మెర్క్యురీ
7. పీడనాన్ని పెంచితే బాష్పీభవన స్థానం పెరుగుతుందనే సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తే పరికరం?
1) మైక్రోఅవెన్‌ 2) గ్యాస్‌స్టవ్‌
3) ప్రెజర్‌కుక్కర్‌ 4) ఎలక్ట్రికల్‌ బల్బ్‌
సమాధానాలు: 1-1; 2-3; 3-1; 4-2; 5-1; 6-4; 7-3.
రచయిత: చంటి రాజుపాలెం
