Эргүүлэгтэй Бөмбөгний Гол Нууц: Магнусын хүч

Хөлбөмбөг, ширээний теннис, бейсбол гэх мэт спортыг та дотроо хальт санаад үзнэ үү. Бөмбөг нь яг л өөрийгөө удирдаж байгаа мэт гайхалтай чиглэлээ өөрчилж байдаг шүү дээ. Та юуны өмнө доорх бичлэгийг үзнэ үү.

Өнхөрч ирсэн баттерей (Монгол хэлээр зай) усанд орсон хойноо чиглэлээ огцом өөрчил байна. Бага зэрэг урт ч гэсэн доорх бичлэгийг мөн үзнэ үү.

 

 Уг бичлэгт та бидний үргэлж энгийн мэт харж ирсэн хөлбөмбөгийн бөмбөг хэрхэн эргэж байгааг харж байна. Гэтэл энэ үзэгдэл ер нь яагаад үүсчихдэг тухай эхлээд жаахан тайлбар хийе. Үнэндээ та бидний мэдэх онгоц хүртэл яг адилхан шалтгаанаар агаарт нисдэг. 10 жилийн физикийн хичээлд “Бернуллийн Хууль”-аар, онгоцны далавчны доод хэсгийн даралт нь дээд хэсгийнхээсээ их болсноор агаарын даралтын зөрүүгээс хамаарч онгоц дээш хөөрөн нисдэг гэж бид үзсэн. Бернуллийн хууль гэхээр та бид одоо юу ч санахгүй байж магадгүй ч (тухайн үед цээжлэхэд их хэцүү байсан), яг үнэндээ энерги хадгалагдах хууль тэр чигтээ юм (10 жилийн физикийн хичээл дээр потенциал ба кинематик энерги гэж үздэг байсан). Онгоцны далавч нь энэхүү даралтын зөрүүгээс хамаарч хөөрөх хүчээ авдаг байна. Тэгэхээр бөмбөгөнд ч мөн адил онгоц хөөргөдөг шиг хүч үйлчилдэг байх нь. Тэр хүч нь юу вэ? гэсэн асуултын хариуг шууд хэлэх юм бол “Магнусын хүч” юм. Агаар болон ус гэх мэт хий шингэн нь өөрөө наалдамхай шинж чанартай байдаг. Тийм учраас та бид өөрсдөө мөн бидний эргэн тойрон дахь биетүүд маань гадаргуугаараа үргэлж хий болон шингэнтэй наалдамхай байдлаар холбогдсон байдаг. Шингэн зүйлээс тухайлбал таргийг бодоод үз дээ. Уснаас бол хамаагүй наалдамхай зуурамтгай. Тэгвэл агаар ч бас ялгаагүй хэмжээгээрээ тарагнаас хамаагүй бага ч наалдамхай байдаг ба тийм болохоор ямарваа нэг биет маань хий болон шингэнийг огтлон хөдлөх үед, бид усан дотор алхах үед хэцүү байдагтай адил, наалдамхай шинж чанараас хамаарч эсэргүүцэх хүч үйлчилдэг. Энэхүү Магнусын хүч нь хий болон шингэн байгаа ямар ч нөхцөлд үүсэх юм байна (вакум биш нөхцөлд). Магнусын хүчний нэгэн жишээ нь бөмбөг агаарт хийсэх тэр үед бөмбөгт эргүүлэх хүч нэмж өгвөл юу болох вэ? гэсэн асуултаар хариулагдах юм. Өөрөөр хэлбэл бөмбөгийг эргүүлэгтэй шидэхэд ямар байх бол? Үүнд үүсэж буй хүч нь магнусын хүч юм. Магнусын хүчийг тайлбарлахын өмнө доорх зургыг нэг харна уу.

magnus_effect_golf

 Биетийн гадаргуу дээр үүсч буй агаар нь тус бүр өөр хурдтай болно (агаарын наалдамхай чанараас хамаарч агаар нь биетэд наалдан татагдаж байгаа гэсэн үг). Энэ үед бидний арван жилд үздэг байсан Бернуллийн хууль буюу энерги хадгалагдах хуулиар, гадархуу дахь хурд ихтэй хэсэгт бага даралт, хурд багатай хэсэгт их даралт үүснэ. Улмаар даралтаас хамаарч биеэс агаар луу (хий болон шингэнд) хүч үйлчилнэ. Тэр үед хүчийг хүлээж авч буй агаар болон уснаас биет рүү хүч үйлчилснээр (Ньютоны 3-р хууль) нисч буй биет маань чиглэлээ өөрчилдөг. Өөрөөр хэлбэл биет маань агаар болон шингэнийг түлхэж байна гэсэн үг. Тэгвэл энэ удаа нэгэн маш сонирхолтой байдлаар магнусын хүчийг ашигласан жишээг танилцуулъя. Та бидний мэдэх салхин цахилгаан станц нь дандаа л гурван далавчтай сэнстэй байдаг. Тэр далавчнууд нь яг л салхийг хүлээн авах зориулалттай хэлбэртэй байдаг шүү дээ.

Салхин сэнс

 Салхи хүчтэй байх тусам сэнснээс олж авах цахилгаан энерги их байх нь тодорхой биз. Гэвч хэт хүчтэй салхитай үед яах вэ? Хэт хурдтай эргэснээр сэнс маань өөрөө хэт том тул эвдрэх магадлалтай байдаг. Ийм үед ихэвчлэн сэнсний хурдыг хүчээр багасган зогсоодог (зогсооход энерги шаардлагатай). Өөрөөр хэлбэл та бидний мэддэг сэнс маань салхи багатай үед мэдээж энерги ялгаруулахгүй, мөн салхи хэт хүчтэй үед аюулгүйн үүднээс зогсоохгүй бол болдоггүй тул мөн энерги ялгаруулахгүй гэсэн сул талтай. Тэгвэл өөр нэгэн сонирхолтой сэнс байдаг ба үүнийг “магнусын сэнс” гэнэ. Яагаад тэгж нэрлэсэн бэ гэвэл энэ удаагийн сэдэв дээр үзсэнчлэн магнусын хүчийг ашигладаг учраас. Доорх зургаас харна уу.

Магнус сэнс

 Энэхүү сэнс нь харахад далавчнуудых нь оронд зүгээр л нэг бөөрөнхий хоолойнуудыг зоосон байгаа. Харин яаж эргэнэ гэж? Хоолойнуудыг тэнхлэгээр нь эргүүлнэ. Салхи гарах үед (салхины хурданд тааруулж) хоолойнуудыг нэгэн зүгт эргүүлснээр сэнс маань томоороо эргэх юм. Энгийн сэнстэй харьцуулахад, хүчтэй салхи гарах үед ч ашиглагдаж болохоор, ашиглах шаардлагагүй үед тормозны хэрэггүйгээр зүгээр л хоолойнуудыг тэнхлэгээр нь эргүүлүүлэхгүй байхад л хангалттай (сэнсний гадаргуу дээрх мушгиа зүйл нь магнустай холбоогүй өөр зүйлтэй холбоотой тул энэ удаад тайлбарлалгүй орхив). Шинжлэх ухаанд өнөөг хүртэл хамгийн тохиромжтой сэнс нь аль вэ гэдэг дээр маргаан байсаар байна. Учир нь энгийн сэнснээс ялгаатай нь хоолойнуудыг эргүүлэхийн тулд бас л энерги шаардлагатай бөгөөд, яг цэвэр ялгаруулах энерги нь салхиныхаа хурдаас хамаараад өөр өөр юм. Мөн сэнсний хэлбэрүүдээс хамааран бусад сэнснүүд ч бас өөр байдаг (энэ 2-оос өөр олон төрлийн сэнс байдаг). Зөвхөн салхин цахилгаан станц ч гэлтгүй, дэлхий нийтээр өдийг болтол зөв хариулт гэж үгүй энергийн эх үүсвэрийн ертөнцөөр, хамгийн зөв шийдлийг хайсаар л байна. Орчин үед хэрэгцээ нь улам нэмэгдэх энэ талбарт бид юунд найдах вэ? Энергийн эрэлт дэлхий нийтийн томоохон асуудлуудын нэг болж, цахилгааныг хэрхэн шинэ аргаар гаргаж авах тухай дэлхий даяар хэлэлцэж, шилдэг шийдлийн төлөө өрсөлдөж байна. Бид бүгдийн хамгийн эко буюу байгальд ээлтэй аргуудын нэг бол яах аргагүй салхин цахилгаан станц. Манай оронд ч гэсэн 2013 оны 4 сард гарын үсэг нь зурагдан Төв аймгийн Сэргэлэн сумын нутагт салхин цахилгаан станц баригдах гэрээ хийгдсэн билээ. Эрчим хүчийг хангалттай ихээр үйлдвэрлэж чаддаггүй гэдэг ч сэргээгдэх эрчим хүчний салбар цаашид илүү хөгжөөсэй гэж хувьдаа боддог юм. За ямартай ч та бүхэн Магнусын хүч гэж юу болох, түүнийг ашигласан нэгэн сонирхолтой технологи болох магнусын сэнс гэдэг зүйлийн талаар мэдэж авсан бол миний энэхүү нийтлэлийг бичсэн зорилго биелэх нь тэр. Доорх бичлэгийг үзвэл бас их сонирхолтой болов уу.

Сүүлд нь нэмэхэд, ямар нэгэн асуух зүйл болон шүүмж байвал үргэлж хүлээн авна шүү гэж…

 

 

Ашигласан материал

1. “Newton” шинжлэх ухааны сэтгүүл, 2015 оны 5-р сарын дугаар
2. “Clean Energy” төслийн хуудас
3. Хичээл зэргээс суралцсан өөрийн мэдлэг

И. Өгөөмөр

2015.05.19

Хуваалцах
About Uguumur Itgel 98 Articles
IHI корпорацид инженер, Механик инженер мэргэжилтэй, Уг веб хуудасны техник хариуцсан дэд ахлагч, эгэл даруу нэгэн :)

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*