10. ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಬಲ (centrifugal reaction) ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಬಲ (centrifugal force) ಎಂದರೇನು? ಇವೆರಡಕ್ಕೂ ಇರುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ.
ಡಾ|| ಕೆ. ಎಸ್. ಮಲ್ಲೇಶ್, ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು, ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ ಅಧ್ಯಯನ ವಿಭಾಗ ಮಾನಸಗಂಗೋತ್ರಿ, ಮೈಸೂರು

ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟೊಂದಕ್ಕೆ ಆಧಾರವಾಗಿ ಕೈ ಸುತ್ತ ಸಮಜವ ವೃತ್ತೀಯ ಚಲನೆಗೈಯುತ್ತಿರುವ ಗುಂಡನ್ನು ಗಮನಿಸೋಣ. ನಮ್ಮ ಕೈ ದಾರದ ಮೂಲಕ ಗುಂಡಿನ ಮೇಲೆ ಬಲಪ್ರಯೋಗಿಸುತ್ತಿದೆ ಇದೇ ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖಿ ಬಲ (ಚಿತ್ರ 14). ಇದು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗಿದೆ. ನ್ಯೂಟನ್ ಪ್ರಕಾರ ಇದು ಕ್ರಿಯಾಬಲ. ಈ ಬಲಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಗುಂಡು ನಮ್ಮ ಕೈ ಮೇಲೆ ಬಲವೊಂದನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಿಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 15). ಇದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಬಲ. ಇದು ಕ್ರಿಯಾಬಲಕ್ಕೆ ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಸಮವಾಗಿದ್ದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿದೆ. ಅಂತೆಯೇ ಇದನ್ನು ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಅಥವಾ ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಬಲವೆನ್ನುತ್ತೇವೆ. ಇವೆರಡು ಬಲಗಳೂ ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಬಲಗಳು. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಲೇ ಇವುಗಳೆರಡನ್ನೂ ಭೌತಿಕ ಬಲಗಳೆನ್ನುತ್ತೇವೆ.

ಭೂಮಿಯನ್ನು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟೆಂದು ಭಾವಿಸಿ ಚಂದ್ರನ ಸುತ್ತುವಿಕೆಯನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿಟ್ಟುಕೊಂಡರೆ ಚಂದ್ರನನ್ನು ಸೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವೇ ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖಿ ಬಲ. ಭೂಮಿಯನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಚಂದ್ರನ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವೇ ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಬಲ. (ಚಂದ್ರನ ಮೇಲೆ ಸೂರ್ಯ ಅಥವಾ ಇತರ ಗ್ರಹ ಮತ್ತು ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಗುರುತ್ವ ಬಲಗಳಿವೆಯಾದರೂ, ಭೂಮಿಯ ಸುತ್ತಲಿನ ಚಂದ್ರನ ಚಲನೆಯ ಮೇಲೆ ಅವು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕು).

ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ವಕ್ರಚಲನೆಗೈಯುತ್ತಿರುವ ಭೂಮಿಯನ್ನು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟೆಂದು ಭಾವಿಸುವುದು ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ, ತಾರ್ಕಿಕವಾಗಿ ದೋಷವೆನಿಸಿದರೂ ಚಂದ್ರನನ್ನೂ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ಕಣಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುವಾಗ ಗಣನೀಯ ಮಟ್ಟದ ದೋಷವೇನೂ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಚಂದ್ರನ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುವಾಗ ಭೂಮಿಯ ಬದಲು ಚಂದ್ರನನ್ನೇ ಆಧಾರ ಚೌಕಟ್ಟಾಗಿ ಭಾವಿಸಬಹುದೇ? ಹೌದು, ಹಾಗೂ ಮಾಡಬಹುದು. ಆದರೆ ಅದು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಬದಲಿಗೆ ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟಾಗುತ್ತದೆ. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಿದಂತೆ ಇಂತಹ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಕಣಗಳು ಪಾಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ. (ಚಂದ್ರನ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಚಂದ್ರ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾನೆ, ಭೂಮಿಯ ಬಲ ಚಂದ್ರನ ಮೇಲೆ ಇದ್ದೇ ಇದೆ. ಈ ಬಲ ಚಂದ್ರನಿಂದ ಭೂಮಿಯ ಕಡೆಗಿದೆ. ಬಲವಿದ್ದರೂ ಚಂದ್ರನಲ್ಲಿ ಚಲನೆಯಿಲ್ಲ. ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವಿಲ್ಲ. ಬಲವಿದ್ದರೂ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವಿಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ ಚಂದ್ರನ ಚೌಕಟ್ಟು ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್.)

ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ಚಲನೆ ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದಮೇಲೆ, ಈ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳನ್ನೇ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿ ಅಥವಾ ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿ ಬಳಸಬೇಕಾಗಿ ಬಂದಾಗ ಕಣಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ಅರಿಯುವ ಬಗೆ ಹೇಗೆ? ಇದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಉಪಾಯವಿದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಕಣ ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಾಲಿಸುತ್ತಿಲ್ಲ. ಆಂದರೆ ಕಣದ ಮೇಲಿರುವ ನಿವ್ವಳ ಭೌತಿಕ ಬಲ ಕಣದ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷ ಮತ್ತು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳನ್ನು ಗುಣಿಸಿದ್ದಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂದು ಗೊತ್ತಿದೆ. ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮ ಪಾಲಿಸುವಂತಾಗಲು ಈಗಾಗಲೇ ಇರುವ ಭೌತಿಕ ಬಲದ ಜೊತೆಗೆ ಇನ್ನೆಷ್ಟು ಬಲವಿರಬೇಕಾಗಿತ್ತೋ ಅಷ್ಟು ಬಲ ಕಣದ ಮೇಲಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುವುದು. ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಲವು ನಮ್ಮ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ಇದೆ ಎಂದು ನಾವು ಭಾವಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆಯೇ ಹೊರತು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಆ ಬಲ, ಗುರುತ್ವ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲಗಳಂತೆ, ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ (physical interactions) ಅಸ್ಥಿತ್ವಕ್ಕೆ ಬಂದು ಕಣದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಯೋಗವಾಗಿಲ್ಲ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಹೀಗೆ ಭಾವಿಸಿ ನಾವು ಕಣದ ಚಲನೆಯನ್ನು ನ್ಯೂಟನ್ನ ನಿಯಮಾನುಸಾರವಾಗಿ ವಿವರಿಸಬಹುದು. ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸದ ಈ ಕಲ್ಪಿತ ಬಲಗಳನ್ನು ಮಿಥ್ಯಾಬಲಗಳೆನ್ನುತ್ತಾರೆ (pseudoforces). ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇವುಗಳ ಪ್ರಸ್ತಾಪವಿರುತ್ತದೆ ಹೊರತು ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಇವು ಇರುವುದಿಲ್ಲ.

ಚಂದ್ರನ ಚೌಕಟ್ಟು ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್. ಇಲ್ಲಿ ಚಂದ್ರ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾನೆ ಅವನ ಮೇಲೆ (ಭೌತಿಕವಾದ) ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಬಲವಿದೆ ಅದು ಭೂಮಿಯ ಕಡೆಗಿದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಿದೆ. ಬಲವಿದ್ದರೂ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಚಂದ್ರ ನ್ಯೂಟನ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಾಲಿಸುತ್ತಿಲ್ಲ. ನಿಯಮ ಪಾಲಿಸುವಂತಾಗಲು, ಮೊದಲೇ ಹೇಳಿದಂತೆ ಚಂದ್ರನ ಮೇಲೆ ಈಗಾಗಲೇ ಇರುವ ಗುರುತ್ವಬಲಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿ, ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವಿರುದ್ಧವಾದ ಇನ್ನೊಂದು ಬಲವಿದೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಈ ಎರಡನೆಯದೇ ಮಿಥ್ಯಾಬಲ. ಈಗ ಇವೆರಡರ ನಿವ್ವಳ ಬೆಲೆ ಸೊನ್ನೆ. ಈ ನಿವ್ವಳ ಸೊನ್ನೆ ಬಲದಿಂದಾಗಿ ಚಂದ್ರನ ಸ್ಥಿತಿ ನಿಶ್ಚಲ. ಭೌತಿಕವಾದ ಗುರುತ್ವ ಬಲ ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖಿ ಬಲ. ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಇದಕ್ಕೆ ಸಮ ಆದರೆ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುವಂತಹ ಮಿಥ್ಯಾಬಲವೇ ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಬಲ. ಇನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟೊಂದರಲ್ಲಿ ಸಮಜವ ವೃತ್ತೀಯ ಚಲನೆಗೈಯುತ್ತಿರುವ ಕಣವು ತನ್ನನ್ನೇ ಆಧಾರವಾಗಿಸಿಕೊಂಡ ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ತಾನು ನಿಶ್ಚಲಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವುದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮಿಥ್ಯಾಬಲವೇ ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಬಲ.

ಕೇಂದ್ರಾಭಿಮುಖಿ ಬಲ ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಬಲಗಳು ಭೌತಿಕ ಬಲಗಳು. ಕೇಂದ್ರತ್ಯಾಗಿ ಬಲ ಒಂದು ಮಿಥ್ಯಾಬಲ. ಭೌತಿಕ ಬಲಗಳು ಎಲ್ಲ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತವೆ. ಮಿಥ್ಯಾಬಲದ ಬಳಕೆ ನಾನಿನರ್ಷಿಯಲ್ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ.