भारी जहाज़ तैरता क्यों है और स्थिरता क्या है
जहाज़ इसलिए तैरता है कि वह अपने वज़न जितना पानी हटाता है। पानी का यह ऊपर का धक्का उछाल बल (buoyancy) कहलाता है। स्थिरता (stability) का मतलब है: लहर या हवा से झुकने के बाद क्या जहाज़ वापस सीधा हो जाता है?
स्थिर जहाज़ वापस सीधा हो जाता है। अस्थिर जहाज़ झुकता ही जाता है और पलट सकता है।
वज़न (G) और उछाल (B)
जहाज़ का पूरा वज़न एक बिंदु पर लगता है, जिसे गुरुत्व केंद्र (G) कहते हैं। पानी का धक्का उछाल केंद्र (B) पर लगता है, जो पानी में डूबे हिस्से का बीच है।
झुकने पर डूबे हिस्से का आकार बदलता है, इसलिए B नीचे वाली ओर खिसक जाता है। अब वज़न (G पर नीचे) और उछाल (B पर ऊपर) एक सीध में नहीं हैं। वे घुमाने वाली जोड़ी बनाते हैं: सीधा करने वाली जोड़ी, या उलटी दिशा में हो तो पलटाने वाली जोड़ी।
माल की ऊँचाई क्यों मायने रखती है
भारी माल नीचे रखने से G नीचा रहता है। तब जोड़ी जहाज़ को सीधा कर देती है। माल ऊपर रखने से G ऊपर उठता है। एक ऊँचाई के बाद जोड़ी जहाज़ को और अधिक झुकाने लगती है। नाविक कहते हैं कि मेटासेंट्रिक ऊँचाई (GM) शून्य या ऋणात्मक हो गई। GM धनात्मक हो तो जहाज़ स्थिर है।
दूसरे ख़तरे: ढीला माल एक तरफ़ सरकना, डेक पर पानी या मछलियों का इधर-उधर होना, और यात्रियों का एक ही ओर भीड़ लगाना।
यात्री सुरक्षा के नियम
- ज़्यादा लोड न करें: हर जहाज़ पर भार की सीमा लिखी होती है।
- एक तरफ़ भीड़ न लगाएँ और छोटी नाव में खड़े न हों।
- सुरक्षा की जानकारी सुनें और निकास व नौका की जगह जानें।
- कहने पर लाइफ़ जैकेट पहनें, छोटी नाव में हमेशा।
सुरक्षा उपकरण: लाइफ़ जैकेट और बाक़ी
लाइफ़ जैकेट में झाग या हवा होती है जो पानी से हल्की है, इसलिए वह आपको ऊपर उठाती है और चेहरा पानी के ऊपर रखती है। इसे पहनें, सारे पट्टे बाँधें और कसकर रखें। जीवन-रिंग (लाइफ़बॉय) पानी में गिरे व्यक्ति की ओर फेंकी जाती है। जीवन-नौका या राफ़्ट डूबते जहाज़ से लोगों को दूर ले जाती है। अन्य साधन: अग्निशामक, फ्लेयर, रेडियो, अलार्म और प्राथमिक चिकित्सा पेटी।
करके देखें: घर पर डगमगाती नाव
बेसिन में प्लास्टिक का टब तैराइए। टब की तली में कुछ सिक्के रखिए: एक किनारे को दबाने पर वह स्थिर रहता है। अब वही सिक्के टब में खड़े एक छोटे कप के ऊपर रखिए और फिर दबाइए। कौन जल्दी झुकता है? जो देखा लिखिए, फिर 3D की स्लाइडर से जाँचिए।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- तैरना: जहाज़ का वज़न = हटाए गए पानी का वज़न
- स्थिर यदि GM > 0 (G काफ़ी नीचा)
- सीधा करने वाली जोड़ी = वज़न × G और B की रेखा के बीच बग़ल की दूरी
- मुख्य शब्द: G = गुरुत्व केंद्र, B = उछाल केंद्र, GM = मेटासेंट्रिक ऊँचाई
हल किए गए उदाहरण
1. 5000 टन का जहाज़ तैर रहा है। वह कितना पानी हटाता है?
तैरता जहाज़ अपने वज़न के बराबर पानी हटाता है: 5000 टन पानी।
2. जहाज़ का GM थोड़ा धनात्मक है। चालक दल ऊपरी डेक पर भारी कंटेनर रखता है। G और सुरक्षा का क्या होगा?
G ऊपर जाता है, GM घट जाता है। GM शून्य या उससे कम हुआ तो जहाज़ पलट सकता है। इसलिए भारी कंटेनर नीचे रखें।
3. एक फ़ेरी बाईं ओर झुकती है। B किस ओर खिसकता है और जोड़ी क्या करती है?
B बाईं (गहरी) ओर खिसकता है। GM धनात्मक हो तो वज़न और उछाल की जोड़ी फ़ेरी को वापस दाईं ओर घुमाकर सीधा करती है।
आम गलतियाँ
- यह सोचना कि भारी जहाज़ हमेशा कम स्थिर होता है। असली बात है कि वज़न कितना ऊँचा रखा है।
- यह सोचना कि वज़न और उछाल हमेशा एक सीध में रहते हैं। झुकने पर B बग़ल में खिसक जाता है।
- लाइफ़ जैकेट ढीली या खुली पहनना। सारे पट्टे कसकर बाँधें।
- छोटी नाव में खड़े होना या एक तरफ़ भीड़ लगाना।