सिर्फ एक चॉपस्टिक से उठा लो!? चावल और बोतल का साइंस मैजिक (घर्षण की धमाकेदार शक्ति!)
विज्ञान प्रशिक्षक (Science Trainer) कुवाको केन हूँ। हर दिन एक नया प्रयोग है।
क्या आप विश्वास करेंगे अगर मैं कहूँ कि आप एक साधारण चॉपस्टिक (लकड़ी की पतली छड़ी) से चावल से भरी एक भारी प्लास्टिक की बोतल (पेट बॉटल) उठा सकते हैं? शायद आप सोचें, “यह असंभव है!” लेकिन, सिर्फ एक “छोटी सी तरकीब” से, यह जादू जैसा लगता है। आज, मैं आपको एक ऐसा ही अद्भुत और मजेदार विज्ञान प्रयोग दिखाऊंगा। इस प्रयोग में इस्तेमाल होने वाली चीज़ें आपके घर में आसानी से मिल जाएंगी। तो, आइए, मिलकर विज्ञान के जादू का दरवाज़ा खोलें!
आइए करें! चॉपस्टिक चुनौती (Chopstick Challenge)
सबसे पहले, आइए हम खुद अनुभव करें कि यह घटना कितनी आश्चर्यजनक है।
चरण 1: सामान्य तरीका चावल को पेट बॉटल में धीरे-धीरे डालें, और फिर उसमें चॉपस्टिक को सीधा अंदर डाल दें।
अब, चॉपस्टिक को पकड़कर धीरे से उठाने की कोशिश करें। …क्या हुआ? शायद, चॉपस्टिक आसानी से बाहर निकल गई होगी। ठीक है, ऐसा ही होना भी था।
चरण 2: जादुई तरकीब असली खेल अब शुरू होता है! चावल से भरी पेट बॉटल को मेज या किसी सतह पर हल्के से थपथपाएं (ठोंकें)। आप देखेंगे कि चावल के बीच की जगह भरने लगती है और बोतल में चावल का स्तर थोड़ा नीचे चला जाता है। जब तक गैप खत्म न हो जाए, तब तक और चावल डालकर फिर से थपथपाएं। इसे दोहराते रहें और पेट बॉटल को चावल से ठूंस-ठूंस कर भर दें।
अब तैयारी पूरी है। चावल के बीचों-बीच, इस बार ज़ोर लगाकर चॉपस्टिक को अंदर घुसाएँ! और फिर, पहले की तरह चॉपस्टिक को पकड़कर उठाने की कोशिश करें…
अरे वाह! चावल से भरी पूरी पेट बॉटल चॉपस्टिक के साथ ऊपर उठ गई! ऐसा लगता है जैसे चावल और चॉपस्टिक को किसी मजबूत गोंद ने चिपका दिया हो। है न कमाल?
इस जादू का राज़: नन्हीं ताकतों का ऑर्केस्ट्रा!
यह घटना, असल में जादू नहीं है, बल्कि हमारे आस-पास मौजूद एक शक्ति है जिसे “घर्षण बल” (Friction Force) कहते हैं। यही इसका मुख्य किरदार है।
जब हम अपने हाथों को रगड़ते हैं, तो वे गर्म हो जाते हैं, है ना? यह भी घर्षण बल के कारण होता है। घर्षण बल वह शक्ति है जो दो वस्तुओं के संपर्क में आने वाली सतहों पर उनकी गति को रोकने की कोशिश करती है।
तो फिर, चावल को ठूंस-ठूंस कर भरने से घर्षण बल इतना मज़बूत क्यों हो गया? इसका रहस्य एक और शक्ति में छिपा है, जिसे “अभिलम्ब बल” (Normal Force) कहते हैं। यह नाम थोड़ा मुश्किल लग सकता है, लेकिन आप इसे “वस्तु को दबाने वाला बल” समझ सकते हैं।
जब हम चावल को थपथपाकर भरते हैं, तो चावल का हर दाना अगल-बगल के दानों, चॉपस्टिक और बॉटल की दीवारों को हर दिशा से ज़ोर से दबाने लगता है। यह ‘दबाने वाला बल (अभिलम्ब बल)’ जितना ज़्यादा होता है, उसी अनुपात में ‘गति को रोकने वाला बल (घर्षण बल)’ भी तेज़ी से बढ़ता है।
इसे गणितीय सूत्र में इस प्रकार दर्शाया जाता है, घर्षण बल (f) निम्नलिखित होता है:
f=μN
μ (म्यू) फिसलन को दर्शाने वाला गुणांक (Coefficient) है, और इस बार का सबसे बड़ा पॉइंट है N, यानी अभिलम्ब बल (Normal Force)। चावल को ठूंसकर भरने से यह N बहुत बड़ा हो गया।
चावल का एक दाना बहुत कम घर्षण बल पैदा करता है, लेकिन पेट बॉटल के अंदर हज़ारों-लाखों चावल के दाने हैं। इन अनगिनत दानों द्वारा पैदा किया गया छोटा-छोटा घर्षण बल मिलकर, एक ऑर्केस्ट्रा की तरह, एक बड़ी शक्ति बन जाता है और चॉपस्टिक को मज़बूती से पकड़ लेता है। जिस क्षण इस बल का कुल योग चावल और बॉटल के कुल वज़न से ज़्यादा हो जाता है, उसी क्षण यह अद्भुत घटना घटित होती है।
यह सिद्धांत ‘पाउडर’ या ‘कण’ (Powder or Grain) जैसी चीज़ों की एक दिलचस्प विशेषता है, जिन्हें विज्ञान की दुनिया में ‘कणीय सामग्री’ (Granular Material) कहा जाता है, और इन पर सक्रिय रूप से शोध किया जा रहा है। आप इस ‘विज्ञान के जादू’ को अपने दोस्तों और परिवार के सामने ज़रूर दिखाएँ। वे यकीनन हैरान रह जाएँगे!
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