6. ನಿರ್ದೇಶಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳೆಂದರೇನು? ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಬಗೆ? ಉದಾಹರಣೆ ಸಹಿತ ವಿವರಿಸಿ.
ಡಾ|| ಕೆ. ಎಸ್. ಮಲ್ಲೇಶ್, ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು, ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ ಅಧ್ಯಯನ ವಿಭಾಗ ಮಾನಸಗಂಗೋತ್ರಿ, ಮೈಸೂರು

ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಮೊದಲು ಒಂದು ಆಧಾರ ಅಗತ್ಯ. ನೆಲದ ಮೇಲೆ ಚಲಿಸುವ ಸೈಕಲ್ಲು, ಕಾರು, ಬಸ್ಸುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುವಾಗ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ರಸ್ತೆ ಬದಿಯ ಮರ, ಮನೆ, ಮೈಲಿಕಲ್ಲು ಇವುಗಳು ಆಧಾರ. ಹಾಗೆಯೇ ರಾಕೆಟ್, ಉಪಗ್ರಹ ಅಥವಾ ಕ್ಷಿಪಣಿಗಳ ಚಲನೆಯ ವಿವರಣೆಗೆ ಭೂಮಿ ಆಧಾರ. ಈ ಅಧಾರಗಳಿಗೆ ದಿಕ್ಕು ತೋರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನೂ, ದೇಶ ಕಾಲ ಹಾಗು ಇನ್ನಿತರ ಭೌತ ಪರಿಮಾಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನೂ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ ಈ ಆಧಾರಗಳನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳೆಂದು (frames of reference) ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಆಧಾರಗಳು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ನಿಶ್ಚಲಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಲೇ ಇರಬೇಕೆಂದೇನೂ ಇಲ್ಲ. ಸಮವೇಗದಿಂದ (uniform velocity) ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವ ಕಾರು, ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷ(acceleration)ದಿಂದ ಸಾಗುವ ರೈಲು, ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವ ಬುಗರಿ ಇವೂ ಆಧಾರವಾಗಿ ನಿರ್ದೇಶಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳಾಗಬಹುದು. ಚಲನೆಯ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ನಿರ್ದೇಶಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಎರಡು ಬಗೆಯಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಯಾವ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಕಣಗಳು ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಚಲಿಸುತ್ತವೋ ಅವು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ನಿರ್ದೇಶಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು (inertial frames of reference). ಉಳಿದವುಗಳು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಅಲ್ಲದ ಅಥವಾ ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ನಿರ್ದೇಶಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು (noninertial frames of reference).

ಉದಾಹರಣೆ: ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ರಸ್ತೆಗೆ ಆಧಾರವಾಗಿ ಕಾರು ಸಮವೇಗದಿಂದ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಕಾರಿನೊಳಗೆ ಕುಳಿತಿರುವ ವ್ಯಕ್ತಿ ರಸ್ತೆಯ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ ಮರವೊಂದನ್ನು ನೋಡುತ್ತಿದ್ದಾನೆ. ಅವನ ಪ್ರಕಾರ ಮರ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವಿಲ್ಲದೆ ಸಮವೇಗದಿಂದ ಕಾರಿನ ಹಿಂಬದಿಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ಮರವನ್ನು ಯಾರೂ ತಳ್ಳುತ್ತಿಲ್ಲ ಅಂದರೆ ಮರದ ಮೇಲೆ ಯಾವ ಬಲವೂ ಇಲ್ಲ. ಬಲಪ್ರಯೋಗ ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಮವೇಗ ಅಥವಾ ನಿಶಚಲ ಸ್ಥಿತಿ ಇರುತ್ತದೆಯೇ ಹೊರತು ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವಿರುವುದಿಲ್ಲ ಎನ್ನುವುದು ನ್ಯೂಟನ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮ. ಕಾರಿನ ಚೌಕಟ್ಟಿನ ಪ್ರಕಾರ ಮರದ ಚಲನೆ ನ್ಯೂಟನ್ನನ ನಿಯಮ ಪಾಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ಅಂತೆಯೇ ಕಾರಿನ ಚೌಕಟ್ಟು ಒಂದು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟು.

ಇದೇ ರಸ್ತೆಗೆ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿರುವ ರೈಲು ತನ್ನ ವೇಗವನ್ನು ಕ್ಷಣಕ್ಷಣಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚಿಸಿಕೊಂಡು ಸಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ರೈಲಿನ ಮೇಲೆ ಕುಳಿತ ವ್ಯಕ್ತಿಗೂ ರಸ್ತೆ ಬದಿಯ ಮರ ಕಾಣುತ್ತಿದೆ. ಈಕೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಮರ ರೈಲಿನ ಹಿಂಬದಿಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷದಿಂದ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ಮರದ ಮೇಲೆ ಯಾರೂ ಬಲ ಪ್ರಯೋಗಿಸಿಲ್ಲ. ರೈಲಿನ ಚೌಕಟ್ಟಿನ ಪ್ರಕಾರ ಬಲ ಪ್ರಯೋಗವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಮರ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷದಿಂದ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ನ್ಯೂಟನ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮದಂತೆ ಮರ ಚಲಿಸುತ್ತಿಲ್ಲವೆಂದಾಯಿತು. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ರೈಲಿನ ಚೌಕಟ್ಟು ಒಂದು ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟು.