Newton's second law (The nature of scientific laws)

3 August 2017

နယူတန် ဒုတိယဥပဒေသဆိုတာ ပုံသေနည်းအရတော့ ရှင်းပါတယ်။ $F = ma$ ပါပဲ။ $F$ ဆိုတာ အားဖြစ်ပြီး $m$ က ဒြပ်ထု၊ $a$ က အရှိန် (အလျင်ပြောင်းလဲနှုန်း) ဖြစ်ပါတယ်။ သဘောကတော့ ပစ္စည်းတစ်ခုကို ရပ်နေရာကနေ ရွေ့ချင်တယ်၊ ဒါမှမဟုတ် အလျင်တစ်ခုနဲ့ ရွေ့နေတဲ ပစ္စည်းတစ်ခုကို အလျင်မြှင့်ချင်တယ်ဆိုရင် အားတစ်ခု သက်ရောက်ရမယ်လို့ ပြောတာပါပဲ။ ဒီညီမျှခြင်းက ရိုးရှင်းသလောက် သူ့နောက်ကွယ်မှာ အဓိပ္ပာယ်တွေ အများကြီး ရှိပါတယ်။ သူ့ကို ရွေ့လျားမှုမှာသာမက နေရာမျိုးစုံမှာ အသုံးချလို့ရပြီး သူ့ကိုအခြေခံပြီး နောက်ဥပဒေသတွေလည်း တွက်ထုတ်လို့ရပါသေးတယ်။ နယူတန်ပြောခဲ့တာကတော့ အားက ဒြပ်ထုနဲ့ မျည်းဖြောင့်အဟုန်ပြောင်းလဲနှုန်း မြှောက်တာနဲ့ ညီတယ်လို့ ပြောခဲ့တာပါ။ သဘောတရားကတော့ အတူတူပါပဲ။ ဒီဥပဒေသကို လေ့လာဆန်းစစ်မယ်ဆိုရင် အရင်ဆုံး အား ဆိုတာဘာလဲ ဆိုတာက စပြောရမှာပါ။ အား ဆိုတာ ဒြပ်ထုနဲ့ အရှိန်နဲ့ မြှောက်တာပဲလို့ ပြောရုံနဲ့ မလုံလောက်ပါဘူး။ အား = ဒြပ်ထု x အရှိန် ဆိုတာ အဓိပ္ပာယ်သတ်မှတ်ချက်တစ်ခုပဲဖြစ်ပါတယ်။ သတ်မှတ်ချက်ဆိုတာ ကိုယ်ဖွင့်ချင်သလို ဖွင့်လိုရပါတယ်။ ဒါပေမယ့် အဲ့ဒီ့သတ်မှတ်ချက်က သဘာဝတရားနဲ့လည်း ကိုက်ညီမှုရှိရမယ်၊ လူတွေစိတ်ထဲက လက်ခံထားတဲ့ သဘောတရားနဲ့လည်း ကိုက်ညီမှသာ အဓိပ္ပာယ်ရှိမှာ ဖြစ်ပါတယ်။ ဥပမာ ဗျား ဆိုတဲ့ သတ်မှတ်ချက်တစ်ခုကို ဖွင့်ဆိုပြီး $ဗျား = ဒြပ်ထု^2 × အရှိန်$ လို့ပြောရင်လည်း ညီမျှခြင်းတစ်ခုဖြစ်တာပါပဲ။ ဒါပေမယ့် အဲ့ဒီ့ $ဗျား$ ဆိုတာကြီးက ဘာကို ပြောချင်တာလဲလို့မေးရင် ဒြပ်ထု နှစ်ထပ်ကိန်းနဲ့ အရှိန်နဲ့ မြှောက်တာလို့ပဲ ပြောရမှာပဲ။ အဲ့ဒီ့လိုပြောလိုက်လို့ သင့်စိတ်ထဲမှာ ဗျားဆိုတာကြီးကို မြင်မသွားသလို နားလဲမလည်သွားဘူး။ ဆိုလိုတာက သိပ္ပံညီမျှခြင်းတွေဟာ ကိုယ်သုံးချင်တဲ့ စကားလုံးတွေသုံးပြီး သတ်မှတ်ချက်တွေ လျှောက်ဖွင့်လို့မရဘူး။ သိပ္ပံက သဘာဝတရားရဲ့ လုပ်ဆောင်ချက်တွေကို ဖော်ထုတ်တဲ့ ဘာသာရပ်ဖြစ်တဲ့အတွက် သဘာဝထဲက စကားလုံးတွေပဲသုံးရမယ်။ ဥပဒေသတွေ၊ ညီမျှခြင်းတွေကလည်း သဘာဝတရားကို လိုက်နာရမယ်။ ဒါပေမယ့် အဆင့်မြင့်သိပ္ပံပညာမှာ ပညာရှင်တွေကိုယ်တိုင်လည်း နားမလည်နိုင်တဲ့ ပညတ်တွေရှိတယ်။ သံလိုက်လှိုင်း စီးဆင်းမှု (magnetic flux)၊ အီလက်ထရွန် လည်ပတ်မှု (electron spin) ဆိုတာတွေဟာ နေ့စဉ်မြင်တွေ့နေတဲ့ အရာတွေ မဟုတ်သလို ဒါကြီးပါဆိုပြီး ချပြလို့လည်းမရဘူး။ အဲ့ဒီ့အခါကျရင်တော့ ပညတ်ချက်တွေက သူစိမ်းဆန်လာလိမ့်မယ်။ ဒီလိုဖြစ်တာက လူတွေရဲ့ သိမြင်မှုနဲ့ အတွေ့အကြုံဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်ကြောင့်သာဖြစ်ပြီး သဘာဝမှာမရှိတာတွေကို သိပ္ပံပညာရှင်တွေက ဖန်တီးထားတာတော့ မဟုတ်ပါဘူး။ အဲ့ဒီ့တော့ အား လို့ ပြောလိုက်ရင် စိတ်ထဲမှာတော့ မြင်မှာပါ။ အားဆိုတာ တွန်းအား၊ ဆွဲအား စသဖြင့်ပေါ့။ သင့်ရှေ့မှာရှိတဲ့ ပစ္စည်းလေးတစ်ခုကို ရွှေ့လိုက်ရင် သူ့ဆီကို အား သက်ရောက်လိုက်တာပဲပေါ့။ နယူတန်ကတော့ အဲ့ဒီ့ အား ကို သုံးပြီး ဒြပ်ထုနဲ့ အဟုန်ပြောင်းလဲနှုန်နဲ့ ဆက်နွယ်လိုက်ပါတယ်။ ဒီတော့ အား = ဒြပ်ထု x အရှိန် ဆိုတာသာမှန်ရင် ဘယ်လိုဖြစ်မလဲ ကြည့်ရအောင်။ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်စရာ နှစ်ခုကျန်သေတယ်။ ဒြပ်ထုဆိုတာက အရာဝတ္ထုတွေကို ပြုလုပ်ထားတဲ့ ပစ္စည်းမှန်သမျှကို ခေါ်တာပါ။ ဒြပ်ထုရှိတဲ့အရာမှာ အလေးချိန်ရှိပါတယ်။ ဒြပ်ထုကို ကိုင်ကြည့်လို့ရပြီး အလေးချိန်ကို ကိုင်ကြည့်လို့မရပါဘူး။ ဘာလို့လဲဆိုတော့ အလေးချိန်ဆိုတာ အား တစ်ခုပဲဖြစ်လို့ သူ့ကို ခံစားလို့ပဲရပါတယ်။ အရှိန်ဆိုတာကတော့ အလျင်ပြောင်းလဲနှုန်းကို ပြောတာပါ။ ဥပမာ အရှိန် ၁ ပေ/စက္ကန့်စကွဲယား ဆိုရင် အလျင်က စက္ကန့်အလိုက် ပြောင်းလဲနေတယ်လို့ ဆိုလိုတာပါ။ အတိအကျဆိုရင် ၁ စက္ကန့်အကြာမှာ ၁ စက္ကန့်ကို ၁ ပေ၊ ၂ စက္ကန့်အကြာမှာ ၁ စက္ကန့်ကို ၂ ပေ၊ ၃ စက္ကန့်အကြာမှာ ၁ စက္ကန့်ကို ၃ ပေ စသဖြင့် တိုးသွားမှာဖြစ်တယ်။ သင်က အာကာသထဲမှာ အလုံပိတ်ယာဉ်ထဲမှာ ခရီးသွားနေတာဆိုရင် အရှိန်မြင့်သွားတာ၊ ကျသွားတာကို ခံစားလို့ရမှာဖြစ်ပြီး သွားနေတာကိုတော့ ခံစားလို့ရမှာမဟုတ်ပါဘူး။ အား = ဒြပ်ထု x အရှိန် ဒြပ်ထုက ပြောင်းလဲခြင်းမရှိတဲ့ ကိန်းသေပဲဆိုပါစို့။ အဲ့ဒါဆို အားတစ်ခုသက်ရောက်တိုင်း အရှိန်တစ်ခုရှိမယ်လို့ ဆိုလိုတာပဲ။ တစ်နည်း အား သက်ရောက်ရင် အရှိန်မြင့်သွားမယ်။ အားက ဆန့်ကျင်ဘက်က သက်ရောက်ရင်တော့ အရှိန်လျော့သွားမယ်။ ဒါဆို အားက အမြဲတမ်းသက်ရောက်နေရင် အရှိန်က အမြဲတမ်းရှိနေပြီး အလျင်က တစ်ဖြည်းဖြည်းတိုးလာမယ်၊ အချိန်တစ်ခုကြာလာရင် အလျင်အရမ်းမြန်လာပြီး အလင်းအလျင်ကို ချဉ်းကပ်သွားပါတယ်။ အဲ့ဒါဆို အဆုံးမရှိရှည်လျားတဲ့ လမ်းပေါ်မှာ ကားကို လီဗာနင်းထားပြီးမောင်းရင် အလျင်တစ်ဖြည်းဖြည်းမြင့်လာပြီး အလင်းအလျင်ရောက်သွားမှာလား။ ကားအင်ဂျင်နဲ့ ကားဘီးကနေ အားကတော့ ထုတ်ပေးနေမှာပါပဲ။ ဒါပေမယ့် ကားကတော့ အလျင်တစ်ခုရောက်ရင် ထပ်မမြန်တော့ပါဘူး။ ဘာလို့လဲဆိုတော့ ဒီဥပဒေသမှာပါတဲ့ အား က ပြင်ပက သက်ရောက်တဲ့အား (သို့) စုစုပေါင်းသက်ရောက်အားကို ဆိုလိုတာမို့လို့ပါ။ ကမ္ဘာပေါ်မှာဆိုရင် ရွေ့လျားမှုကို ဆန့်ကျင်နေတဲ့ အား တွေရှိပါတယ်။ ဥပမာ ပွတ်မှုအား၊ လေခုခံအား၊ ရေခုခံအားတို့ ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီအားတွေက ကားရဲ့ရွေ့လျားမှုကို ဆန့်ကျင်ပြီး သက်ရောက်နေတဲ့အတွက် ကားက တွန်းအားက ဒီခုခံအားတွေကို ကျော်ပြီးမှ ကားကို တွန်းအားပေးနိုင်ပါတယ်။ ကားက အလျင်မြန်လာလို့ ခုခံအားနဲ့ တွန်းအားနဲ့ညီသွားပြီဆိုရင် စုစုပေါင်းအားက သုညဖြစ်သွားပြီး အရှိန်လည်း မရှိတော့တဲ့အတွက် အလျင်က ထပ်တိုးမလာတော့ပဲ ကိန်းသေဖြစ်သွားပါတယ်။ တွန်းအားက ခုခံအားထက် နည်းသွားရင်တော့ အလျင်က ပြန်လျော့ကျလာမှာဖြစ်ပါတယ်။ နောက်တစ်ခုက အဲ့ဒီ့အားက ပြင်ပကနေ သက်ရောက်ရပါမယ်။ ကားမှာဆိုရင် ကားဘီးကနေပြီး လမ်းကို ယက်တဲ့အတွက် ကားက လမ်းကိုတွန်းပြီး လမ်းက ကားကိုပြန်တွန်းတဲ့ အားကို အသုံးပြုပြီး ရွေ့လျားပါတယ်။ သင်္ဘော၊ လေယာဉ်ပျံမှာဆိုရင် ရေနဲ့ လေကို တွန်းကန်ပြီးသွားပါတယ်။ ကားဘီးကို လမ်းနဲ့မထိပဲ ကားထဲကနေ ဘယ်လိုလုပ်လုပ် ကားက ရွေ့မှာမဟုတ်ပါဘူး။ သင်္ဘောနဲ့ လေယာဉ်ပျံကို အာကာသထဲမှာ မောင်းခိုင်းရင်လဲ တွန်းစရာမရှိတဲ့အတွက် မောင်းလို့ရမှာ မဟုတ်ပါဘူး။ လမ်းပေါ်မှာ ကားစက်ပျက်လို့ တွန်းရမယ်ဆိုရင် ကားကို လူတစ်ယောက်တည်းနဲ့ ရွေ့အောင်တွန်းဖို့ ခက်ခဲပါတယ်။ မယုံရင် တွန်းကြည့်ပါ။ ဒီလိုခက်တာက ကားရဲ့ အလေးချိန်ကြောင့်လို့ ပြောရင် မမှန်ပါဘူး။ ရပ်နေတဲ့ကားရဲ့ ရွေ့လျားမှုကို တားဆီးထားတဲ့ ကားရဲ့ အင်နားရှားကြောင့်သာ ဖြစ်ပါတယ်။ ကားမှာ ဒြပ်ထုရှိတဲ့အတွက် အလျင် သုညကနေ အလျင် တစ်ခုကို ပြောင်းချင်ရင်၊ တစ်နည်း အရှိန်တစ်ခုရချင်ရင် အား တစ်ခုသက်ရောက်ပေးရပါမယ်။ အဲ့ဒီ့အားက ကားရဲ့ ဒြပ်ထုပေါ်မှာ မူတည်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် ကားအကြီးက ကားအသေးထက် တွန်းရပိုခက်တာဖြစ်ပါတယ်။ ဒီလောက်ဆိုရင် နယူတန် ဒုတိယ နိယာမကို နားလည်လောက်ပါပြီ။