गरम हवा हलकी होते व वरच्या दिशेने जाते - डॉ. जयंत वसंत जोशी

वरच्या दिशेने जाणारा, तुलनेने गरम हवेचा मंद प्रवाह जेव्हा सर्पिल आकाराच्या फटीतून जातो तेव्हा तो सर्पिल आकारावर हलकेसे बल लावतो. हे बल ही एक क्रि या आहे. न्युटनच्या गतीविष यक ति सऱ्या नि यमानुसार प्रत्येक क्रि येला ति तक्याच परिमाणाची परंतू विरूद्ध दिशेने प्रतिक्रिया असते. सर्पिल आकाराचे फि रणे हे त्या क्रि येची प्रतिक्रि या असते. यातून हे सिद्ध होते की गरम हवा हलकी झाल्यामुळे वरच्या दिशेने जाते.

गरम हवा हलकी होते व वरच्या दिशेने जाते, हे सिद्ध करण्यासाठी आपण एक अगदी सोपा प्रयोग करू. हा प्रयोग करण्यासाठी आपल्याला जाडसर कागद किंवा शीतपेयाच्या डब्याचा ॲल्युमिनियमचा पत्रा (ॲल्युमिनियमच्या पत्र्यामुळे कागद पेट घेण्याचा धोका टाळता येतो), कात्री किंवा पेपर कटर, दोरा, पेन्सिल, मेणबत्ती, सुई  चित्रात दाखवल्या प्रमाणे जाड कागदावर किंवा ॲल्युमिनियमच्या पत्र्यावर पेन्सिलने साधारण ८ सेमी व्यासाचा एक सर्पिल आकार काढा.

कात्रीने किंवा पेपर कटरने हा सर्पिल आकार अलगद कापा. सर्पिल आकाराच्या केंद्र बिंदूवर सुईने एक छिद्र करून त्याला आवश्यकतेनुसार ४० ते ५० सेमी लांबीचा दोरा बांधा.  हा सर्पिल आकार दोऱ्याने व्यवस्थित टांगा,  जेणेकरून सर्पिल आकार मोकळ्या हवेत लटकलेला राहील.

आता मेणबत्ती पेटवून या सर्पिल आकाराच्या खाली ठेवा, सर्पिल आकार व मेनबत्तीची ज्योत यात अंदाजे ८-१० सेमी अंतर असू द्या म्हणजे कागदाचा सर्पिलाकार असल्यास तो पेट घेणार / जळणार नाही.

काही वेळात सर्पिल आकार स्वतः भोवती फिरू लागतो. सर्पिल आकार फिरण्याचे कारण काय असावे ? मेणबत्तीमुळे ज्योतीच्या परिसरातील हवा गरम होते. गरम झालेली हवा आजूबाजूच्या हवेपेक्षा तुलनेने हलकी होते (गरम हवेची घनता थंड हवे पेक्षा कमी असते.) त्यामुळे गरम झालेली हवा वरच्या दिशेने जावू लागते.

ही वरच्या दिशेने जाणारी गरम हवा टांगलेल्या सर्पिल आकाराच्या दोन थरांच्या फटीतून जाते. वरच्या दिशेने जाणारा, तुलनेने गरम हवेचा मंद प्रवाह जेव्हा सर्पिल आकाराच्या फटीतून जातो तेव्हा तो सर्पिल आकारावर हलकेसे बल लावतो. हे बल ही एक क्रिया आहे.

न्युटनच्या गतीविषयक तिसऱ्या नियमानुसार प्रत्येक क्रियेला तितक्याच परिमाणाची परंतू विरूद्ध दिशेने प्रतिक्रिया असते. सर्पिल आकाराचे फिरणे हे त्या क्रियेची प्रतिक्रिया असते.  यातून हे सिद्ध होते की गरम हवा हलकी झाल्यामुळे वरच्या दिशेने जाते.

याच प्रयोगात सर्पिल आकाराचे वजन कमी-जास्त केले, मेनबत्ती व सर्पिल आकार यातील अंतर कमी जास्त केले, एक पेक्षा अधिक मेनबत्या लावल्या, प्रयोग थंड किंवा गरम वातावरणात केला असे विविध घटक बदलले तर काय होईल?

करुन बघा आणि srushtidnyan1928@gmail.com या ईमलवर कळवा, शक्य असल्यास छायाचित्र पाठवा.