वायुची स्थायूवरील कुरघोडी ‌ ‌| उदाहरण: चेंडूचे ‘स्विंग’ होणे (How the collision between the cricket ball and air leads to the swing of the ball)

या जगात निर्बल हा नेहमीच कनिष्ठ व बलशाली हा नेहमीच वरचढ ठरतो. दुबळ्याला देवही वाचवत नाही या आणि अशा आशयाच्या अनेक म्हणी आपल्याला पाहायला मिळतात. पण खरंच नेहमी तसंच असतं का? दुर्बल वाटणारा नेहमीच मार खातो का? तर नाही, मुळीच नाही. सिंहाने इतर प्राण्यांच्या शिकारी करणं हा नियम आहे. पण तो नेहमीच यशस्वी होतो का? तर म्हशी-रेड्यांचे कळपही सिंहांच्या कळपांना सळो की पळो करुन सोडतात. दुर्बल असल्याचं दाखवणं हा पण एक गनिमी कावा आहे. शिवरायांनीही तो पुरेपुर खेळला. शत्रू एकदा का अतिआत्मविश्वासाने पुढे चालुन आला की त्याला घोळात घेतलाच समजायचा. रशियन सेनेने दुसऱ्या महायुद्धात चाल करून येणाऱ्या जर्मन सेनेला आतपर्यंत येऊ दिलं, सारा मुलुख बेचिराख केला व जर्मन सैन्याला अन्नपाण्यावाचून तडफडून मारलं. दुसऱ्या महायुद्धाला कलाटणी मिळाली, जर्मनीचा अतिआत्मविश्वास नडला. ज्याला आपले बलस्थान माहित नाही तो खरा दुर्बल. एकदा का ते कळलं की राखेतून फिनिक्स उडणार हे निश्चित.

“अरे विक्रमा, आज तुझा पुन्हा काहीतरी वेगळाच रंग दिसतोय. बरोबर आहे, राजा तू, राजकारणी तू, तुला हेच विषय सुचणार. डावपेच सुचणार. पण मला सांग, हे बलस्थान वगैरे, किंवा या झटापटी, हारजीत, डावपेच या द्रव्याद्रव्यांमध्ये असतात का रे? म्हणजे स्थायूने वायूवर मात करणे, किंवा कधीकधी वायूने स्थायूला पळता भुई थोडी करणे, स्थायूला हुसकावून लावणे असे काही?”

“हो वेताळा असतात की, जरूरच असतात. पृथ्वी, आप, वायु, तेज इत्यादि सर्वांचे वेगवेगळे गुण. ही चार भूते व मन ही पाच द्रव्ये कायम एकमेकांशी झटापटी करतच असतात. प्रशस्तपादांनी सांगूनच ठेवले आहे की

क्षितिजलज्योतिरनिलमनसां क्रियावत्त्वमूर्त्तत्वपरत्वापरत्ववेगवत्वानि ||23||

अर्थात स्थायू, द्रव, वायू, तेज व मन हे हालचाल करत असतात, त्यांना जाणीव स्वरूप असते, ते जवळ येऊ शकतात व लांब जाऊ शकतात आणि ते बलप्रयोग करून गती निर्माण करू शकतात.”

“ते माहित आहे रे. पण वायू काय स्थायूवर बलप्रयोग करू शकणार आहे. कुणीही यावे व टपली मारून जावे अशी वायूची स्थिती. एक तर वायूद्रव्यातले अणू तू आधी म्हटला होतास तसे विरळ, पृथ्वी चे अणू-रेणू अगदी शिस्तबद्ध, घट्ट बांधून बसलेले. मग काय बिशाद आहे स्थायूला वायूने मात देण्याची? काहीही बोलतोयस.”

“हे बघ वेताळा, एक उदाहरणच देतो. एक क्रिकेटचा चेंडू आहे शिवणीचा. हा झाला स्थायूद्रव्याचा प्रतिनिधी. मैदानावर दोन संघ खेळ खेळतायत. एक फलंदाजी करतोय, दुसरा गोलंदाजी..”

“अरे माहिती आहे रे हा खेळ मला. यात गोलंदाज तो चेंडू धावत येऊन जोरात फलंदाजाकडे टाकतो. फलंदाज त्याच्या कुवतीनुसार टोलवतो किंवा बाद होतो. १०० धावा केल्यातर बॅट हवेत उंच करतो. एवढेच काय ते बॅट व हवेचा संघर्ष..कसला संघर्ष आला त्यात..बॅट हवेला सरळ सरळ ढकलते. हवा निमूट बाजूला होऊन जागा देते.”

“वेताळा, हे वर्णन पूर्णत: बरोबर नाही. फलंदाज काही दगडी भिकरवल्यासारखा चेंडू भिरकवत नाहीत. तो चेंडू वळवतात, झपकन-रपकन स्विंग करतात, किती व काय काय करतात बॉलचं..”

“पण तू म्हणतोस तसा बॉल व हवेचा काय संघर्ष होतो?”

“हे बघ. काही गोलंदाज हे निष्णात स्विंग करणारे असतात. हवा भरपूर वाहात असलेल्या खेळपट्ट्यांवर तर या स्विंगची जादू फार भारी चालते..हो पण त्याला तशी हातांची रचना हवी, बोटे हवीत, तसे तंत्र हवे, थोडे पदार्थविज्ञानाचे चिंतन हवे..”

“ए अरे विक्रमा, आता यात कसले काय पदार्थविज्ञान? बिचाऱ्या खेळाडूंना खेळूदे. कशाला यात पदार्थविज्ञान घुसडतोस?”

“तत्व माहितच हवे, नियम माहित असले तर उत्तम. हे बघ प्रवाही पदार्थांच्या गतिविषयीचा एक नियम आहे. हे प्रवाही पदार्थ जर अधिक वेगाने वाहत असतील तर त्यांचा दाब त्याप्रमाणात कमी होतो. हा बर्नौलीचा नियम आहे. Bernoulli's principle states that as the velocity of fluid flow increases, the pressure exerted by that fluid decreases.”

“अरे होरे..पण या उदाहरणात ते तत्व कसे लागू पडते ते सांग की..उगीच तत्व कळालं तरी उपयोग कसा करायचा ते पण माहित पाहिजे ना..”

“हे, बघ जोरदार हवा वाहात असलेल्या खेळपट्ट्यांवर स्विंग करणारा गोलंदाज आला तर तो त्याचा बॉल एक विशिष्ट पद्धतीने फार घट्ट ना फार सैल पकडता पंजामध्ये तळहाताला न चिकटू देता पकडतो, बॉल फलंदाजाकडे रपकन घुसवायचा असेल किंवा इनस्विंग करायचा असेल तर शिवणीची जी बाजू अधिक चमकदार असते ती फलंदाजाकडे रोखतो व वेगाने तो चेंडू असा गरगरत फिरवत सोडतो. त्यातही चेंडूचे फिरणे त्या चेंडूच्या प्रवासाच्या विरुद्ध बाजूला असते. असा तो चेंडू ताशी ६० – ७० मैल या वेगाने तो गोलंदाज हवेच्या झोतात सोडतो. इथे गोलंदाजाचे मन चेंडूची फेक करताना हाताच्या बोटाच्या स्नायूत आले व त्याने त्या चेंडूंवर बळ लावले आणि त्या चेंडूला वेग प्राप्त झाला.”

“आणि मग काय तो चेंडू हवेला कापत कापत सरळ गेला..आहे काय त्यात?”

“इतकं सोपं नाही ते. क्रिकेट हा अनिश्चिततेचा खेळ आहे. Cricket is the game of glorious uncertainties असं उगीचंच म्हटलेलं नाही वेताळा. त्यात चेंडू टाकल्यावर फलंदाज कसा प्रतिसाद देईल ही अनिश्चितता व मुळात गोलंदाजच कुठला व कसा चेंडू टाकेल ही अनिश्चितता..सगळं अगदी तिथल्या तिथे समजून घ्यायचं व नेमका प्रतिसाद द्यायचा.”

“क्रिकेटची स्तुती कशाला आणखी करतोस? मला माहित नाही का? पण गोलंदाज काय अनिश्चितता निर्माण करणार?”

“अरे तेच तर सांगतोय. या खेळाची अनिश्चितता व रोमांच कायम ठेवण्यात या स्विंगचा सिंहाचा वाटा आहे. पण जेव्हा भारताचे पूर्वीचे रमाकांत देसाईसारखे गोलंदाज किंवा कपिल देवसारखा सर्वकालीक महान गोलंदाज, शिवाय काही काळापूर्वीचा जवागल श्रीनाथ व चालु घडीचा भुवनेश कुमार हे जेव्हा गोलंदाजी करतात तेव्हा तो चेंडू त्यांच्या मनातलं ओळखतो, बोटाने दिलेला संदेश वाचतो व ६० ते ७० मैल प्रतितासाच्या वेगाने जात असला तरीही अशी काही गिरकी घेतो की ज्याचं नाव ते..मग तो हवेतलं उड्डाण संपलं की एकदम मधल्या स्टंपलाच उडवेल, मध्ये पाय घातला तर LBW करेल आणि चेंडू बाहेर जाताना फटकवावा म्हटला तर स्लिप ला कॅच घेतला जाईल..कशाचीही काहीही खात्री नाही..हे झाले भारतातले गोलंदाज. पण पाकिस्तानचा वासिम अक्रम, वेस्ट  इंडिजचा कोर्टनी वॉल्श, इंग्लंडचा एंडरसन हे गोलंदाजी करु लागले की फलंदाज त्यांच्या स्विंगच्या तडाख्यातून वाचण्याची व त्यांचा कोटा संपण्याची उत्कंठेने, आतुरतेने वाट पाहतात..अगदी दमयंती सुद्धा नलाची एवढी वाट बघत नसेल..”

“अरे त्यात काय मोठंसं..कुणीही खेळेल..सगळ्या गोष्टी शेवटी गुरुत्वाकर्षणानेच खाली पडतात ना? चेंडू खाली पडला रे पडला की टोलवायचा..आहे काय त्यात?”

“इतकं सोपं असतं तर गोलंदाजांचं आणि पूर्वीच्या काळात मातीमोलाने विकल्या जाणाऱ्या गुलामांचं आयुष्य सारखंच झालं असतं. यांनी धावत जाऊन चेंडू टाकत राहायचं आणि फलंदाजांनी बदडत राहायचं..एक दमला की दुसरा..पण या स्विंगने भल्याभल्यांची भंबेरी उडते हे मात्र निश्चित..”

“होतं काय रे या स्विंगने..सांग बरं नीट..तुझ्या त्या पदार्थविज्ञानाच्या भाषेत..”

“हो सांगतो..हे बघ समजा खेळपट्टीवर हवा जोरदार वाहते आहे. सर्वात आधी या शिवणीच्या चेंडूबद्दल बोलू. विषुववृत्ताने(equator) पृथ्वीला दोन भागात दुभांगावं तसे शिवणीमुळे बॉल दोन भागात विभागला जातो. ”

“जेव्हा हा बॉल गोलंदाजाच्या हातून निघतो तेव्हा तो एकरेषीय दिशेत ६० ते ७० मैल वेगाने जात असतो. शिवाय गोलंदाजाने सोडताना त्याला जोराचा धक्का दिलेला असतो व त्यामुळे तो बॉल प्रवासाच्या विरुद्ध दिशेत गोल गोल फिरत असतो. पृथ्वीचे ज्याला परिवलन म्हणजे स्वत:भोवती फिरणे आपण म्हणतो तसा तो फिरत जात असतो. असं गेल्यामुळे व आजुबाजूला जोरात हवा वाहत असल्यामुळे त्याच्या भोवती एक हवेच्या बॉलचंच आवरण तयार झालेलं असतं..अगदी थोड्या काळापर्यंत..म्हणजे तो बॉल हवेत असे पर्यंत..”

“छे काहीही सांगतोयस..दुसरं उदाहरण दे या आवरणाचं..”

“बर..जेव्हा एखादा माणूस पाण्यात धप्पकन उडी मारतो तेव्हा त्याच्या संपर्कात येणारं जे पाणी असतं ते अगदी थोड्या काळाकरता का होईना पण त्याच्या भोवती एक पाण्याचं आवरण तयार करतं..”

“अच्छा..हो हो..आलं लक्षात..पण ते पाणी लगेच दुसरीकडे जाऊन शांत होतं..”

“बॉलच्या संपर्कात असलेले हवेचे अणुरेणूसुद्धा लगेच बाजूला होतात, दुसरे येऊन थोडा वेळ बॉलला चिकटतात व नंतर लगेच निसटून जातात..बॉलच्या प्रवासादरम्यान असे हवेचे अणुरेणू चिकटत राहतात व बाहेर पळत राहतात..व अशाप्रकारे बॉलच्या भोवती हवेचा एक बॉल तयार होतो..”

“पण म्हणजे तुला काय म्हणायचंय की हवा ज्या दिशेने जाते त्या दिशेने बॉल टाकायचा म्हणजे स्विंग होतो?”

“इथंच तर खरी गोम आहे. शिवणीच्या चेंडूवर त्या शिवणीमुळे दोन भाग होतात..बॉल नवीन असतो तेव्हा दोन्ही भाग सारखेच असतात साधारणपणे आणि तेव्हाच द्रुत गोलंदाज आणि स्विंग गोलंदाज त्यांचा स्पेल सुरु करतात. बॉल घासू लागतात. घासून घासून पॅंट लाल करतात..”

“का करतात ते असं? त्यांच्या हातातून सटकत असेल रे बिचाऱ्यांच्या..”

“अरे वेताळा, बिचारे नाहीत ते. बॉलची एक बाजू ते कायम घासत राहतात व लख्ख ठेवत राहतात. गुळगुळीत ठेवत राहतात..”

“स्वच्छतेची आवड असावी लागते..ती अशी विक्रमा..ते पानवाले नाहीका पितळ्याची भांडी लख्ख ठेवतात..”

“अरे स्वच्छता  हवी तर दोन्ही बाजू गुळगुळीत कराना..एकच का घासता..यामुळे होतं काय की बॉलची एक बाजू खराब होत जाते व दुसरी गुळगुळीत ठेवली जाते अशा पद्धतीने बॉल स्विंगसाठी तयार केला जातो..”

“बॉलच्या शिवणीची एक बाजू खराब, ओबडधोबड झाली व दुसरी बाजू गुळगुळीत राहिली तर बॉल स्विंग होतो?”

“हो ही पूर्वतयारी झाली. अशा दोन वेगवेगळ्या प्रकारचे पृष्ठभागांचा हा बॉल जेव्हा हवेच्या झोतात सापडतो तेव्हा त्याच्या गुळगुळीत बाजूकडून हवा वेगाने जात राहते. पण ओबडधोबड बाजूवरून हवा थोडी अडखळते, रेंगाळते व तिचा वेग कमी होतो. 

वर बर्नौलीचं तत्व पाहिलं तर तो म्हणतो Bernoulli's principle states that as the velocity of fluid flow increases, the pressure exerted by that fluid decreases. म्हणजेच ज्या बाजूला ओबडधोबडपणा आहे तिथे हवेचा दाब वाढतो व वेग कमी होतो. जो भाग गुळगुळीत असतो तिथला दाब तुलनेने कमी होतो व हवेचा वेग वाढतो. त्यामुळे हवा या बॉलला गुळगुळीत भागाच्या दिशेने ढकलते. हीच वायूची स्थायूवरील कुरघोडी किंवा स्विंग..”

“हो, पुढचं सर्वांना माहित आहे. बॉल स्टंप उडवायच्या उद्देशाने टाकलेला असेल तर तो इन स्विंग..बॉल त्या फलंदाजाने स्टंपबाहेर जाणारा चेंडू मारून त्याचा स्लिप मध्ये झेल पकडायच्या उद्देशाने टाकला असेल तर तो आऊटस्विंग..पण हे सांग यात बॉलरचा किती भाग व पदार्थविज्ञानाचा किती भाग?”

“अरे वेताळा मगाशी मी ज्याचं नाव घेतलं त्या जेम्स एंडरसन ने २००८ साली ट्रेंटब्रिजमधल्या ३ऱ्या कसोटी सामन्यात न्युझिलंडचे ७ बळी घेतले. बाद होतानाही फलंदाजांच्या चेहऱ्यावरील भाव हे सुटका झाल्यासारखेच आहेत. हा आहे स्विंगचा दरारा..”

“पण मग विक्रमा तू म्हणतोस की असा स्विंग होण्यासाठी तो चेंडू एका बाजूला गुळगुळीत व दुसरीकडे खडबडीत असावाच लागतो. तर मग बॉलशी छेडखानी करणं, बॉल टॅम्परिंग करणं हे काय वेगळंय?”

“कसंय..एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत खेळाचाच हा भाग आहे. बॉल जसाजसा जुना होतो तसा तो स्विंग होऊ लागतो ते घासले गेल्यामुळेच. पण जर का तुम्ही सुरुवातीपासूनच जर बॉलची शिवण कुरतडायची, बॉलवर नखे मारायची, मुद्दाम खराबी करायची, शीपपेयांच्या बाटल्यांच्या झाकणाने बॉल विद्रुप करायचा, टोचवायचा किंवा दुसरे म्हणजे बॉलला चमकवण्यासाठी मेण सदृश्य पदार्थ वापरायचे ही कृत्ये खिलाडूपणाला व नैसर्गिक खेळाच्या विरुद्ध जाणारी आहेत. त्यात खेळाडूवृत्तीचे दर्शन होत नाही..म्हणून ते निंदा करण्यायोग्य ठरते..स्मिथसारख्यांना घरचा रस्ता धरावा लागतो..”

“शेवटी खेळाचे काय किंवा पदार्थविज्ञानाचे काय, नियम माणसांना आणि सर्वच नऊ द्रव्यांनाच लागू आहेत. तू मगाशी स्मिथला घरचा रस्ता धरावा लागला म्हणालास, आता रात्रीचा प्रहर संपत आल्याने मलाही घरचा रस्ता धरावा लागेल..पण पुन्हा येईनचमी या वायूविषयी आधिक जाणून घ्यायला..येतो विक्रमा..पुन्हा भेटू..हाऽहाऽऽहाऽऽऽ”

स्मिथचं नाव ऐकताच कधीही डोळे बंद न करणाऱ्या घुबडानेही डोळे बंद केले. रात्र गडद होत गेली. क्रिकेटमध्ये एकेकाळी तळपणाऱ्या ओस्ट्रेलियाच्या संघाच्या प्रतिमेला मात्र ग्रहण लागलं ते कायमचंच..

(क्रमश:) 

अधिक सखोल माहिती: The science of swing bowling

मूळ गोष्ट : विक्रम वेताळ पदार्थविज्ञानाच्या जंगलात