आपने कभी सोचा है कि अगर आप एक छोटा सा पत्थर पानी में डालते हैं, तो वह तुरंत नीचे डूब जाता है। लेकिन समुद्र में चलने वाले विशाल जहाज, जो पत्थर से हजारों गुना भारी होते हैं, वो कैसे पानी पर तैरते रहते हैं? यह बात काफी दिलचस्प है और इसका जवाब साइंस की गहराई में छिपा है, खासकर आर्किमिडीज के सिद्धांत (Archimedes’ Principle) में।
क्या है आर्किमिडीज का सिद्धांत?
आर्किमिडीज का सिद्धांत कहता है कि जब कोई वस्तु किसी तरल (जैसे पानी) में डाली जाती है, तो वह उस तरल को हटाकर (Displace करके) एक फोर्स पैदा करती है, जिसे उत्प्लावन बल (Buoyant Force) कहते हैं। यह फोर्स उस तरल के वजन के बराबर होता है, जो वस्तु के कारण हटाया गया है।
अगर उस वस्तु पर लगने वाला उत्प्लावन बल उसके वजन से ज्यादा या बराबर होता है, तो वह तैरती है। अगर कम होता है, तो वह डूब जाती है।
जहाज क्यों तैरते हैं?
जहाज, चाहे जितना भी भारी क्यों न हो, पानी में उतरते ही काफी मात्रा में पानी को हटाता (Displace) है। यह हटाया गया पानी जहाज पर उत्प्लावन बल लगाता है जो जहाज के वजन को संतुलित कर देता है। यही कारण है कि जहाज पानी में डूबता नहीं, बल्कि तैरता रहता है।
जहाज की बनावट भी है खास
जहाजों को विशेष ढंग से डिजाइन किया जाता है, ताकि वे पानी में आसानी से तैर सकें। दरअसल, जहाज का निचला हिस्सा चौड़ा और आगे का हिस्सा नुकीला होता है, जिससे वह पानी को चीरते हुए आसानी से आगे बढ़ता है, और पानी का प्रतिरोध (Resistance) कम होता है। जहाज के अंदर हवा से भरे डिब्बे (Air-Filled Chambers) भी होते हैं, जो उसकी औसत घनता (Average Density) को घटा देते हैं। चूंकि किसी वस्तु की औसत घनता पानी की घनता से कम होनी चाहिए ताकि वह तैर सके और यही नियम जहाजों पर लागू होता है।
कब डूब सकता है जहाज?
हालांकि जहाज मजबूत होते हैं, लेकिन कुछ खास परिस्थितियों में वो डूब भी सकते हैं:
छेद हो जाना: अगर जहाज में दरार या छेद हो जाए, तो पानी अंदर घुस सकता है और जहाज डूब सकता है।
अधिक वजन लादना: अगर जहाज अपनी निर्धारित क्षमता से ज्यादा वजन ढो रहा हो, तो वह पानी में गहराई तक डूब सकता है।
प्राकृतिक आपदाएं: तूफान, तेज हवाएं और विशाल लहरें जहाज को असंतुलित कर सकती हैं, जिससे वह पलटकर डूब सकता है।
छोटा पत्थर इसलिए डूबता है क्योंकि उसकी घनता पानी से ज्यादा होती है और उसका आकार उतना पानी नहीं हटा पाता जो उसे तैरने में मदद करे। जबकि जहाज, अपनी विशालता, विशेष डिजाइन और अंदर मौजूद हवा की वजह से ज्यादा पानी को डिसप्लेस करता है और उत्प्लावन बल के कारण तैरता है।
