அறிமுகம்
ஆற்றல் என்பது ஒரு வேலை செய்யும் திறன் ஆகும். இது நிலை ஆற்றல், இயக்க ஆற்றல், இயந்திர ஆற்றல், வெப்ப ஆற்றல் மற்றும் மின்சார ஆற்றல் போன்ற பல வடிவங்களில் காணப்படுகிறது. இயற்கையிலும் மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட கருவிகளிலும், ஆற்றல் தொடர்ந்து ஒரு வடிவிலிருந்து மற்றொரு வடிவுக்கு மாற்றப்படுகிறது.
ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி கூறுவது:
ஆற்றலை உருவாக்கவும் முடியாது, அழிக்கவும் முடியாது; அதை ஒரு வடிவிலிருந்து மற்றொரு வடிவுக்கு மட்டுமே மாற்ற முடியும்.
இந்த செயல் மாதிரி, புல்லி, கயிறு மற்றும் சுழலும் சக்கரத்தை பயன்படுத்தி, நிலை ஆற்றல் → இயக்க ஆற்றல் → சுழற்சி இயந்திர ஆற்றல் என ஆற்றல் மாற்றத்தை தெளிவாகக் காட்டுகிறது.
திட்டத்தின் நோக்கம்
இந்த மாதிரியின் நோக்கம்:
- ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை விளக்குதல்
- ஆற்றல் அழிக்கப்படாது, மாற்றம் மட்டுமே அடையும் என்பதை நிரூபித்தல்
தேவையான பொருட்கள்
- தடிமனான கார்ட்போர்டு / தெர்மகோல் (அடிப்பகுதி)
- 4 கார்ட்போர்டு அல்லது மரக் கம்பிகள் (தூண்கள்)
- மேல்பகுதி இணைக்க கார்ட்போர்டு பட்டை
- வலுவான கயிறு
- வட்ட சக்கரம் (CD / டேப் ரோல் / கார்ட்போர்டு வட்டம்)
- மரக் குச்சி அல்லது மெல்லிய கம்பி (அச்சு)
- சிறிய எடை (நட்-போல்ட் / கல்)
- பசை (பெவிகால் / ஹாட் குளூ)
- கத்தரி, கட்டர்
- நிறங்கள் மற்றும் சார்ட் பேப்பர்
மாதிரி தயாரிக்கும் முறை
படி 1: அடிப்பகுதி தயாரித்தல்
ஒரு செவ்வகமான தடிமனான கார்ட்போர்டை எடுத்து, நிறக் காகிதத்தால் மூடி, மாதிரிக்கான அடிப்பகுதியாக அமைக்கவும்.
படி 2: தூண்கள் பொருத்துதல்
நான்கு சம உயரமுள்ள தூண்களை அடிப்பகுதியில் நிமிர்த்தி ஒட்டவும். மேல்பகுதியில் கார்ட்போர்டு பட்டையை இணைத்து வலுவான சட்டகத்தை உருவாக்கவும்.
படி 3: சுழலும் சக்கரம் பொருத்துதல்
சக்கரத்தின் மையத்தில் ஒரு துளை செய்து, மரக் குச்சியை நுழைக்கவும். இதனை மேல்சட்டகத்தில் பொருத்தி, சக்கரம் சுலபமாக சுழலுமாறு உறுதி செய்யவும்.
படி 4: கயிறு மற்றும் எடை இணைத்தல்
கயிறின் ஒரு முனையை சக்கரத்தின் அச்சில் கட்டி, மற்றொரு முனையில் எடையை கட்டவும். கயிறு சரியாக சக்கரத்தில் சுற்றப்பட்டிருக்க வேண்டும்.
படி 5: சோதனை மற்றும் அலங்காரம்
- சக்கரம் சீராக சுழலுகிறதா
- எடை தடையில்லாமல் மேலே கீழே நகருகிறதா
இவை சரிபார்த்து, மாதிரியை அலங்கரித்து பகுதிகளுக்கு பெயரிடவும்.
மாதிரியின் செயல் முறை (Working)
எடை உயரத்தில் தூக்கப்படும்போது அதில் நிலை ஆற்றல் (Potential Energy) சேமிக்கப்படுகிறது.
எடையை விடும் போது:
- எடை கீழே விழுகிறது
- நிலை ஆற்றல் → இயக்க ஆற்றல் ஆக மாறுகிறது
- இந்த இயக்க ஆற்றல் சக்கரத்தை சுழலச் செய்கிறது
- சக்கரத்தில் சுழற்சி இயந்திர ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது
எடை கீழே வந்த பிறகும் சக்கரம் சில நேரம் தொடர்ந்து சுழல்கிறது. இதன் மூலம் ஆற்றல் அழிக்கப்படவில்லை; அது மற்றொரு வடிவமாக மாறியுள்ளது என்பது நிரூபிக்கப்படுகிறது.
அறிவியல் கோட்பாடு
ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி
ஆற்றலை உருவாக்கவும் முடியாது, அழிக்கவும் முடியாது; அதை ஒரு வடிவிலிருந்து மற்றொரு வடிவுக்கு மட்டுமே மாற்ற முடியும்.
இந்த மாதிரியில் நிகழும் ஆற்றல் மாற்றங்கள்
- நிலை ஆற்றல் – எடை உயரத்தில் இருக்கும் போது
- இயக்க ஆற்றல் – எடை விழும் போது
- சுழற்சி இயந்திர ஆற்றல் – சக்கரம் சுழலும் போது
- சிறிதளவு ஆற்றல் வெப்பம் மற்றும் ஒலி ஆக மாறுகிறது (உராய்வு காரணமாக)
நிஜ வாழ்க்கை பயன்பாடுகள்
- நீர்மின் நிலையங்கள்
- லிப்ட் மற்றும் புல்லி அமைப்புகள்
- இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பிளைவீல்
- சுவர் கடிகாரங்கள்
- ரோலர் கோஸ்டர்
இந்த மாதிரியின் நன்மைகள்
- குறைந்த செலவு
- எளிதில் தயாரிக்கலாம்
- பார்ப்பதற்கு கவர்ச்சிகரமானது
- அறிவியல் கண்காட்சிக்கு ஏற்றது
- வைவை விளக்க எளிது
முடிவுரை
இந்த செயல் மாதிரி, ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை வெற்றிகரமாக விளக்குகிறது. எடை மற்றும் சக்கரத்தின் இயக்கம் மூலம், ஆற்றல் ஒரு வடிவிலிருந்து மற்றொரு வடிவுக்கு மாற்றப்படுகிறது; ஆனால் அது அழிக்கப்படவில்லை என்பது தெளிவாகக் காட்டப்படுகிறது. இது மாணவர்களுக்கு அறிவியல் கோட்பாட்டை நடைமுறையில் புரிந்து கொள்ள உதவுகிறது.