චලිතය පිළිබඳ නිව්ටන් නියම
බලයේ ස්වභාවය හා එහි බලපෑම්
බලය (force) යනු කුමක් දැ යි ඔබ මීට පෙර පන්තිවල දී හදාරා ඇත. යමක් තල්ලු කිරීමේ දී අප කරන්නේ බල යෙදීමකි. යමක් ඇදීමේ දී කරන්නේ ද බල යෙදීමකි. එසැවීම, තෙරපීම ආදී මේ සියල්ල ම සිදු වනුයේ බල යෙදීම හේතුවෙනි.
නිශ්චල වස්තුවක් චලනය කිරීමට අප කුමක් කළ යුතු ද? එය චලනය කිරීමට අවශ්‍ය දිශාවට බලයක් යෙදිය යුතු ය. එහෙත් බලයක් යෙදූ පමණින් ම එහි චලනය ඇරඹේ ද?
මේසයක් තල්ලු කර බලන්න. චලනය ආරම්භ නොවේ නම් යොදන බලය වැඩි කර තල්ලු කරන්න. මෙසේ බලය වැඩි කරන විට එක් අවස්ථාවක දී එය චලනය වීම ආරම්භ වෙයි.
මේසය තල්ලු කළ ආකාරයට ම ඔබ තනිවම බසයක් තල්ලු කළහොත් එය චලනය නොවේ. නමුත් තවත් පිරිසකගේ ආධාරය ඇතිව බසය තල්ලු කළහොත් එය චලනය වනු ඇත. එනම් යොදන බලය වැඩි කළ විට බසය චලනය වීම ඇරඹෙයි.
මෙම අවස්ථා දෙකෙහි දී ම සිදුවන්නේ වස්තුව මත යොදන බලය එම වස්තුවේ චලිතයට බාධා පමුණුවන යම් බලයක් අභිබවා ගිය විට එම වස්තුව චලනය වීම ආරම්භ වීමයි.
එම වස්තුවේ චලිතයට බාධා පමුණුවන බලය ඝර්ෂණය නමින් හැඳින්වෙන ප්‍රතිරෝධී බලයකි. අප යොදන බලය කුඩා නම් එම බලය ප්‍රතිරෝධී බලය සමග සමතුලිතතාවට පත්වෙයි. එවිට වස්තුවට යෙදෙන මුළු බලය ශුන්‍ය නිසා එය චලනය නොවෙයි. වස්තුව චලනය කිරීමට සෑහෙන තරම් බලයක් යෙදූ විට එය සමතුලිත කිරීමට ප්‍රතිරෝධී බලයට නොහැකි වේ. එම නිසා සමතුලිත නොවූ බලයක් (අසමතුලිත බලයක් – unbalanced force) ඉතිරි වී වස්තුව චලනය වීම ආරම්භ වෙයි.
ඉහත සඳහන් මේසය අයිස් වැනි ඉතා සුමට පෘෂ්ඨයක් මත තබා තිබුණේ නම් ඉතා කුඩා බලයකින් වුව ද එහි චලිතය ආරම්භ කළ හැකි වෙයි. එසේ වන්නේ ප්‍රතිරෝධී බලය නොසැලකිය හැකි තරම් කුඩා වීම හේතුවෙන් අප යොදන මුළු බලයම අසමතුලිත බලයක් ලෙස මේසයේ චලිතයට දායක වීම නිසා ය. නිශ්චලතාවයේ පවතින වස්තුවක් මත අසමතුලිත බලයක් ක්‍රියාකරන ඕනෑම අවස්ථාවක එම වස්තුව චලනය වීම ආරම්භවෙයි.
රූපයේ පෙන්වා ඇත්තේ බර පැටවූ කරත්තයක් ගොනෙකු විසින් ඇදගෙන යන අවස්ථාවකි. කෙනෙක් කරත්තය පසුපස සිට එය චලනය වන දිශාවට බලයක් යෙදුවහොත් සිදුවන්නේ කරත්තය චලනය වන ප්‍රවේගය වැඩි වීම ය. කරත්තය චලනය වන දිශාවට විරුද්ධ අතට බලයක් යෙදුවහොත් එහි ප්‍රවේගය අඩු වන්නේ ය. මෙයින් පෙනෙන්නේ බලයක් යෙදීමෙන් ලැබෙන ඵලය, එම බලයේ දිශාව අනුව වෙනස් වන බවය.
මෙයින් අපට පැහැදිලි වන කරුණක් වනුයේ බලයට විශාලත්වයක් මෙන් ම දිශාවක් ද ඇති බවයි. ඒ නිසා බලය දෛශික රාශියකි. යම් ලක්ෂ්‍යයක් මත බලයක් ක්‍රියා කරන දිශාව එම ලක්ෂ්‍යයේ සිට අඳින ලද සරල රේඛාවකින් දැක්විය හැකි අතර එයට බලයේ ක්‍රියා රේඛාව යැයි කියනු ලැබේ.
බලය සහ චලිතය පිළිබඳ ව අපි අත්දකින දේ සර් අයිසැක් නිව්ටන් නැමැති සුප්‍රසිද්ධ විද්‍යාඥයා විසින් ගැඹුරු ලෙස අධ්‍යයනය කර නියම තුනක් ඉදිරිපත් කර ඇත. දැන් අපි ඒ එක් එක් නියමය පිළිබඳ ව විමසා බලමු.