මෑතක දී තරුණ ශ්රී ලාංකීය විද්යාඥයකු මාර්ග අනතුරකින් වායු බෑගය (Air Bag) ක්රියාත්මක වීමේ දී එහි තිබූ දෝෂයක් නිසා ගෙල ප්රදේශයට හානි වීමෙන් දිවි අහිමි වීමත් සමඟ, වායු බෑගය ආරක්ෂිත ද? යන ප්රශ්නාර්ථය බොහෝ දෙනාට පැන නැඟුණි. වායු බෑගයකින් අනතුරක දී ආරක්ෂාවක් සැලසෙන්නේ ද? වායු බෑගයක භෞතික විද්යාත්මක පැහැදිලි කිරීම කවරාකාර වේ ද යන්න සවිස්තර ව විමසා බැලීම ලිපියේ අරමුණයි.
පැයට සැතපුම් 35ක (10.6 ms’) ප්රවේගයකින් ගමන් කරන වාහනයක් ගසක් වැනි බාධකයක ගැටී ක්ෂණික ව නැවතීම සලකමු. මෙහි දී වාහනය නැවතීමකට ලක් වූයේ ඉතා කුඩා කාලාන්තරයක් තුළ ගස මඟින් වාහනය මත යොදන ලද අතිවිශාල ආවේගී බලය නිසා ය. එම මොහොතේ මඟියා සහ ඩෑෂ් පුවරුව (dash board) අතර පරතරය 0.5m පමණ වේ යැයි සිතමු. ඒ අනුව මඟියා ඩෑෂ් පුවරුවේ ගැටීමට ගත වන කාලය,
කාලය = විස්ථාපනය / ප්රවේගය
මඟින් සෙවිය හැකි ය.
එවිට ලැබෙන කාලය තත්පර 0.032ක් පමණ වේ. අඩුම තරමින් මේ කාලයෙන් අඩක් ගත වන විට වත් වායු බෑගය ක්රියාත්මක වීම සිදු වේ.
ආවේගී බලයක් (Impulsive force) යනු කුමක් ද?
ඉතා කුඩා කාලාන්තරයක් තුළ වස්තුවකට විශාල ගම්යතා වෙනසක් ලබා දිය හැකි ආකාරයේ බල මෙනමින් හඳුන්වනු ලබයි. අනෙක් බලවලට සාපේක්ෂ ව ආවේගී බලයකින් වස්තුවකට සිදු කරන චලිත විපර්යාසය විශාල එකක් වන අතර (ඉතා වේගයෙන් පැමිණෙන වස්තුවක් නිශ්චලතාවට පත් කිරීම වැනි) හානිකර ආවේගී බලයක් නම් එමඟින් වස්තුවට සිදු වන හානිය ඉතා වැඩි ය. බෝලයක් බිත්තියේ වැදී ආපසු පොලා පැනීමේ දී බිත්තිය මඟින් බෝලය මත යෙදෙන බලය ආවේගී බලයකි (හානිකාරී නො වන). වාහනයක් අනතුරකට ලක් වන අවස්ථාවක වාහනය වේගයෙන් පැමිණ ගසක ගැටී නතර වීමේ දී ගස මඟින් වාහනය මත යෙදෙන බලය ද ආවේගී බලයකි (හානිකාරී). එම අවස්ථාවේ දී වාහනය තුළ සිටින පුද්ගලයා ආසන පටි නො පැළඳ සිටිය හොත් රේඛීය ගම්යතා සංස්ථිති නියමයට අනුව වාහනය ගසෙහි ගැටී නිශ්චල වීමෙන් පසුව ද එම පුද්ගලයා එම 10.6 ms-1 ප්රවේගයෙන් ම චලිත වීම සිදු වේ. එබැවින් ඔහු නතර වීම සිදු වන්නේ ඉදිරියේ ඇති ඩෑෂ් පුවරුව මත ගැටීමෙනි. එහි දී පුවරුව මඟින් පුද්ගලයා මත යෙදෙන්නේ ආවේගී බලයකි (හානිකාරී). එම නිසා එම පුද්ගලයාට තුවාල හෝ ජීවිත හානියක් සිදු වේ.
ආවේගී බලයක් මන්දායනය කර ගන්නේ කෙසේ ද?
ආවේගී බලයක් යෙදෙන විට එය ඉතා කුඩා කාලාන්තරයක් තුළ උපරිමයක් දක්වා ගමන් කර නැවත ශුන්ය කරා පැමිණෙන විචලනයක් පෙන්වයි. එබැවින් එවැනි බලයක දී සලකනු ලබන්නේ විචල්ය බලයෙහි සාමාන්ය අගය යි (F). මේ අගය,
F = ගම්යතා වෙනස / ගත වූ කාලය (ස්පර්ශ කාලය)
යන්න මඟින් දෙනු ලබයි.
ඉහත සමීකරණයට අනුව F ආවේගී බලයේ සාමාන්ය අගය, ගත වූ කාලයට (ස්පර්ශ කාලයට) ප්රතිලෝම ව සමානුපාතික බැවින්, පුද්ගලයා ගැටීම් සිදු වන ස්පර්ශ කාලය වැඩි කිරීම මඟින් එහි අගය අඩු කර ගැනීම හෙවත් ආවේගී බලය මඟින් වස්තුවට සිදු වන හානිය අවම කර ගත හැකි ය.
වායු බෑගයකින් ලැබෙන ආරක්ෂාව
වාහනය බාධකයේ ගැටෙන අවස්ථාවේ දී ම වායු බෑගය ක්රියාත්මක වන්නේ යැයි සිතමු. එවිට පුද්ගලයාට වායු බෑගය සමඟ වැඩි ස්පර්ශ කාලයක් ලැබේ. එබැවින් ආවේගී බලයේ විශාලත්වය අඩු වී එමඟින් පුද්ගලයාට සිදු වන හානිය අඩු වේ. මේ සඳහා උදාහරණයක් ලෙස සරල පරීක්ෂණයක් ඉදිරිපත් කළ හැකියි.
බිත්තරයක් යම් උසක සිට අතහැරීම සිදු කළ විට එය පොළොවේ ගැටීමෙන් බිඳීමට ලක් වේ. ඒ සඳහා ගත වන්නේ අඩු ස්පර්ශ කාලයක් බැවිනි. නමුත් පොළොව වෙනුවට එය ඇද ගැටගසන ලද රෙද්දක් මතට හෝ මෙට්ටයක් මතට වැටෙන්නට සැලැස්වුව හොත් බිත්තරය රෙද්ද හෝ මෙට්ටය
මත ගත කරන ස්පර්ශ කාලය වැඩි ය. එම නිසා පෙර අවස්ථාවේ දී පොළොව මඟින්
යෙදුණ ආවේගී බලයට වඩා විශාලත්වයෙන්
අඩු සාමාන්ය බලයක් මේ අවස්ථාවේ දී වස්තුව මත යෙදෙන බැවින් එමඟින් වස්තුවට සිදු වන හානිය අවම වේ. තව ද වායු බෑගයක් අනතුරට ලක් වන පුද්ගලයාගේ සම්පූර්ණ ශරීරය ම පාහේ ස්පර්ශ කරන බැවින් ආවේගී බලය යෙදෙන අභිලම්බ පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය ද වැඩි වීම සිදු වේ. වස්තුව මත යොදන පීඩනය,
O P = ආවේගී බලය / අභිලම්බ වර්ගඵලය
මඟින් දෙනු ලබයි.
මේ සමීකරණයට අනුව බැලුනය හා ගැටීමේ දී අභිලම්භ පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය වැඩි බැවින් පුද්ගලයා මත යෙදෙන පීඩනය ද යම් ප්රමාණයකින් අඩු වෙයි. මේ සියලු කාරණා අනුව වායු බෑගයක් මඟින් මඟීන්ට ආරක්ෂාව සැලසෙන බව කිව හැකි ය.
අප ආරම්භයේ දී සඳහන් කළ විද්යාඥයාගේ මරණයට හේතු වී තිබුණේ වායු බෑගයේ ඇලී තිබූ යකඩ කැබැල්ලක් නිසා බව කියැ වේ. එය එම වාහන නිෂ්පාදන ආයතනය මඟින් සිදු වූ නිෂ්පාදන දෝෂයක් මිස පොදු වශයෙන් වායු බෑගයක් මඟින් සලස්වන ආරක්ෂාවෙහි ගැටලුවක් නො වන බව අපට දැන් පැහැදිලි ය.
මේ නිෂ්පාදන දෝෂය සහිත මෝටර් රථ හා කැබ් රථ ලක්ෂ හතක් පමණ දැනටත් අනාරක්ෂිත ව මෙරට මාර්ග පද්ධතියේ ධාවනය වන බව මෝටර් රථ ප්රවාහන දෙපාර්තමේන්තුව ප්රකාශ කරයි. වාහන මාදිලි (47) කට අයත් වාහන මෙසේ නිෂ්පාදන දෝෂ සහිත ව තවමත් ධාවනය වන අතර වෙනත් රටවල මේ වාහන අදාළ මෝටර් රථ නියෝජිත ආයතන විසින් නැවත ගෙන්වා ප්රතිස්ථාපනය කර ඇත. නමුත්
ශ්රී ලංකාව තුළ මෙය තවමත් නිසියාකාර ව සිදු වී ඇති බවක් නො පෙනේ. ඔබගේ වාහනයත් එම කාණ්ඩවලට අයත් නම් නො පමාව අදාළ ආයතන අමතා වාහනයේ වායු බෑගය ප්රතිස්ථාපනයට ප්රමුඛස්ථානය දෙන්න. මන්දයත් වායු බෑගයක් යනු මඟීන්ගේ ආරක්ෂාව සඳහා නිර්මාණය කරන ලද්දක් මිස මඟියාට හානි පැමිණ වීමට සකසන ලද්දක් නො වන බැවිනි.
උදයංග හෙට්ටිආරච්චි
මහනුවර ත්රිත්ව විද්යාලයයේ භෞතික විද්යා ආචාර්ය / භෞතික විද්යා දේශක
B.Sc. (Electronics) WUSL
