1997 වසරේ ප්රංශය සහ බ්රසීලය අතර වූ පාපන්දු තරගයක දී නරඹන්නන් පුදුම කරවන සිදුවීමක් අත් දකින්නට හැකියාව ලැබුණා. ඒ එවකට බ්රසීල කණ්ඩායමේ තරුණ ක්රීඩකයෙකු ව සිටි රොබර්ටෝ කාලෝස් ක්රීඩකයා එල්ල කළ නිදහස් පන්දුවයි. පාපන්දුව හා ගෝලය අතර තිබූ දුර මීටර් තිස් පහක්. ඔහුත් ගෝලයත් (ගෝල් දැල) අතර කිසි ම ඍජු රේඛාවක් නො තිබුණේ ඔහු ඉදිරියේ පාපන්දුව වැළැක්වීමට තවත් ක්රීඩකයන් කිහිප දෙනෙක් සිටි නිසයි.
කාලෝස් පාපන්දුවට පහර දුන්නේ ගෝලය ආවරණය කරමින් සිටින ක්රීඩකයන් මඟහරිමින් ගෝලයෙන් බැහැරට දකුණු පසට විසි වන ලෙසයි. කෙසේ නමුත් මුලින් ගෝලයෙන් පිටතට ඇදී ගිය පාපන්දුව නැවත වම් පසට හැරී ගෝලය වෙතට ගියේ ප්රතිවාදී ක්රීඩකයන්ට සිතන්නට වත් දෙයක් ඉතිරි නො කරමින්. මේ අපූරු උපක්රමයෙන් බ්රසීලයට ගෝලයක් වාර්තා කිරීමට හැකියාව ලැබුණා. සැවොම පුදුම කරවූ බ්රසීල ක්රීඩක කාලෝස් පාපන්දුවේ මේ අපූරු නැමුම ඇති කළේ කෙසේ දැයි අපි දැන් සොයා බලමු.
කාලෝස්ගේ පහරේ විද්යාව
නිව්ටන්ගේ පළමු නියමයට අනුව නම් බාහිර බලයක් යෙදෙන තුරු චලනය වන වස්තූන් ගමන් කරන දිශාවට ම ඒකාකාර ප්රවේගයෙන් චලිත විය යුතුයි. කාලෝස් පාපන්දුවට පහර දුන් විට ඔහු එයට දිශාවක් හා ප්රවේගයක් ලබා දුන්නා. මෙසේ පන්දුව ඍජු මාර්ගයක ගමන් නො කර එහි නැමීමක් ඇති කිරීමට සමත් වූයේ වෙනත් බලයක් ඒ මත ක්රියාත්මක වීම නිසයි.
කාලෝස් පාපන්දුවේ පහළ දකුණු කෙළවරට පහර දුන් විට පාපන්දුව ඉහළ නැඟුණා. එසේ පාපන්දුව ඉහළ නැගුණේ පාපන්දුව තමන්ගේ අක්ෂය වටා කරකැවෙමිනුයි. බෝලය ඍජු මාර්ගයක ඉදිරියට ගමන් කරන විට ඊට ඉදිරියෙන් ඇති වාතය කපාගෙන යෑම සිදු වෙනවා. මේ නිසා වාතයෙන් ඇති වන ප්රතිරෝධය නිසා පාපන්දුවේ ප්රවේගය ක්රමයෙන් අඩු වීමකට ලක් වෙනවා.
මේ විතරක් නෙවෙයි, පාපන්දුව තමන්ගේ අක්ෂය වටා කරකැවෙමින් ඉදිරියට ගමන් කරන නිසා පාපන්දුවේ එක් පැත්තක් වාතය ගමන් කරන දිශාවට ද අනෙක් පැත්ත වාතය ගමන් කරන දිශාවට ප්රතිවිරුද්ධව ද ගමන් කරනවා. මේ නිසා වාතය ගමන් කරන දිශාවට ප්රතිවිරුද්ධව පාපන්දුව කරකැවෙන පැත්තේ පීඩනය වැඩි වෙනවා. ඒ වගේ ම වාතය ගමන් කරන දිශාවට සමාන දිශාවට පාපන්දුව කරකැවෙන පැත්තේ ඇති වන්නේ අඩු පීඩනයක්.
මේ පීඩන වෙනස නිසා වැඩි පීඩනයක් සහිත දිශාවේ සිට අඩු පීඩනයක් සහිත දිශාවට බලයක් හට ගන්නවා. මේ බලය හැඳින්වෙන්නේ ‘මැග්නස් බලය’ යන නමිනුයි. මේ මැග්නස් බලය නිසයි පාපන්දුවේ ගමන් දිශාව වෙනස් වුණේ. මේ සංසිද්ධිය මැග්නස් සංසිද්ධිය යනුවෙන් විස්තර වෙනවා.
මැග්නස් සංසිද්ධිය පැහැදිලි කළ හැකි තවත් විධියක්
මැග්නස් සංසිද්ධිය අපට තවත් ආකාරයකින් විස්තර කළ හැකියි. පාපන්දුව තම අක්ෂය වටා කරකැවෙමින් වාතය කපාගෙන ඉදිරියට යන විට පාපන්දුව ගමන් කරන දිශාවට දකුණින් පිහිටි පෙදෙස (A පෙදෙස) පාපන්දුව ගමන් කරන දිශාවට ම ගමන් කරයි. මේ නිසා පා පන්දුවේ එම පෙදෙසේ වාතයේ වේගය සාපේක්ෂව වැඩි වෙනවා. පාපන්දුවේ එම පෙදෙස වාතය ගමන් කරන දිශාවට ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට ගමන් කරන නිසා එමඟින් පාපන්දුව පිටුපස ඇති වාත කොටසේ කැළඹීමක් ඇතිකරනවා.
ඒ වගේ ම පාපන්දුව ගමන් කරන දිශාවට වම්පසින් ඇති පෙදෙස (B පෙදෙස) පන්දුව ගමන් කරන දිශාවට ප්රතිවිරුද්ධව ගමන් කරනවා. මේ නිසා පාපන්දුවේ එම පෙදෙසේ වාතයේ වේගය ගන්නේ සාපේක්ෂව අඩු අගයක්. මේ නිසා පාපන්දුවේ එම පෙදෙසේ තිබෙන වාත ධාරාව පාපන්දුව ගමන් කරන දිශාවෙන් දකුණු දෙසට නැමුමක් ඇති කරනවා. ප්රවේගය සහ ස්කන්ධය ගුණ කළ විට ගම්යතාවට අගයක් ලබාගත හැකි අතර පාපන්දුව දෙපස වාතයේ ප්රවේග වෙනසක් ඇති නිසා ගම්යතා වෙනසක් ද ඇති වනවා. එමෙන් ම ඒකක කාලයක දී සිදු වන ගම්යතා වෙනස බලය යනුවෙන් හැඳින්විය හැකියි. ඉහත සඳහන් ආකාරයට දකුණු දෙසට වාත ධාරාවේ නැමුමක් ඇති වන්නේ පාපන්දුව දෙපස වාතයේ ගම්යතා වෙනසක් ඇති වීමෙන් හටගන්නා බලය නිසයි
නිව්ටන්ගේ තුන්වැනි නියමට අනුව ‘සෑම ක්රියාවකට විශාලත්වයෙන් සමාන වූ ද දිශාවෙන් ප්රතිවිරුද්ධ වූ ද ප්රතික්රියාවක් හටගනියි.’ මෙම සිදුවීමේ දීත් නිව්ටන්ගේ තුන්වැනි නියමයට අනුව බෝලය මත ගමන් කරන දිශාවට වම් පෙදෙසට ප්රතික්රියා බලයක් ක්රියාත්මක වනවා. එම බලය නිසාවෙනුයි පාපන්දුව ඒ දෙසට ගමන් කරන්නේ. මැග්නස් බලය යනුවෙන් හදුන්වන්නේ එම ප්රතික්රියා බලයයි.
කාලෝස්ගේ පහරට අවශ්ය නිරවද්යතාව
පාපන්දුව වක් වී ගෝලය වෙත යෑමේ පහරක් එල්ල කිරීම සිතන තරම් ලේසි පහසු දෙයක් නො වේ. පහර එල්ල කිරීමේ දී අවශ්ය ප්රමාණයට වඩා කකුලෙන් පාපන්දුව එසෙව්වොත් එය ගෝලයට ඉහළින් ගමන් කරනවා. එය අවශ්ය ප්රමාණයට වඩා පහත් වුව හොත් පාපන්දුව වක් වීමට කලින් පොළොවේ ගැටෙනවා. පහර එල්ල කිරීමේ දී එය වඩා පුළුල් වුව හොත් පාපන්දුවට ගෝලය හමු වන්නේ නැහැ. පහරේ පුළුල් බව අඩු වුව හොත් ඉදිරියේ සිටින ක්රීඩකයෙකුගේ ඇඟේ පාපන්දුව ගැ ටනවා. එපමණක් නො එල්ල කරන පහරේ වේගය අඩු වුව හොත් වක් වීම කල් තබා සිදු විය හැකි අතර විටෙක වක් නො වීමටත් ඉඩ තිබෙනවා. එල්ල කරන පහරේ වේගය පමණට වඩා වැඩි වුව හොත් වක් වීම ප්රමාද වී සිදුවිය හැකියි.
මේ නිසා මෙවන් පහරක් එල්ල කිරීමේ දී එම කරුණු කාරණා සියල්ල සැලකිල්ලට ගෙන තරගයේ පීඩනයත් දරාගෙන පහර එල්ල කළ යුතුයි. එවන් දෙයක් කළ හැක්කේ සතත අභ්යාසයේ යෙදුණු ක්රීඩකයෙකුට පමණයි.
ඉතිහාසය
මේ සංසිද්ධියට මැග්නස් යන නම ලැබුණේ ජර්මානු ජාතික භෞතික විද්යාඥයෙකු වූ හෙන්රිච් මැග්නස් විසින් 1852 වසරේ දී මේ සංසිද්ධිය විද්යාත්මකව විස්තර කිරීම හේතුවෙන්. එනමුත් 1672 වසරේ දී අයිසෙක් නිව්ටන් විසින් ද මේ සංසිද්ධිය තමන්ගේ පර්යේෂණ පත්රිකාවක් තුළින් විද්යාත්මකව පැහැදිලි කළා. ඔහු පැහැදිලි කළේ එංගලන්තයේ කේම්බ්රිජ් විශ්වවිද්යාලයේ සිටි අවධියේ ළමයින් ටෙනිස් ක්රීඩාවේ නියැළෙමින් සිටි විට එහි භාවිත වූ බෝලයත් මෙවන් ම නැමුමක් ඇති කළ නිසාවෙන්
මැග්නස් සංසිද්ධිය භාවිත වන අවස්ථා
සාමාන්ය පෙළ හා උසස් පෙළ ළමයින් භෞතික විද්යාව ප්රශ්න විසඳන විට බොහෝ වේලාවල දී වාතයෙන් ඇති වන ප්රතිරෝධය නො සලකා හරිනවා. එනමුත් ප්රායෝගික ව ගත් විට වාත ප්රතිරෝධය නො සලකා හැරිය හැකි තරම් කුඩා බලපෑමක් එල්ල කරන දෙයක් නෙවෙයි.
මැග්නස් සංසිද්ධිය එදිනෙදා ජීවිතයේ දී බහුල වශයෙන් භාවිත වන සංසිද්ධියක්. ක්රීඩා කිරීමේ දී මේ මැග්නස් සංසිද්ධිය නිතර අපට දැකගන්නට හැකියාව ලැබෙනවා. උදාහරණ විදිහට ගොල්ෆ්, පාපන්දු. ටෙනිස් සහ ක්රිකට් යන ක්රීඩාවල දී මෙය දැකගන්න පුළුවන්. ක්රිකට් ක්රීඩාවේ වේග පන්දු යවන්නන් සහ දඟ පන්දු යවන්නන් ක්රීඩා කරන විට වාතයේ දී බෝලයේ ගමන් මඟ වක් වන අවස්ථා ඔබ දැක ඇතැයි සිතනවා. එසේ වන්නේ අප ඉහත දී කතා කළ මැග්නස් සංසිද්ධිය නිසා.
එදිනෙදා සිදුවීම් විද්යාවෙන් තේරුම් බේරුම් කරගැනීම කෙතරම් අපූරු ද?
මිතිල ප්රනාන්දු
