Bir otomobilin teknik özelliklerini incelerken sıkça karşımıza çıkan “beygir gücü” terimi, ismi nedeniyle kafa karıştırabilir. Bu terimi ilk kez duyan biri, doğal olarak bir atın tam olarak 1 beygir gücü ürettiğini düşünebilir. Oysa bu doğru değil. Yani “beygir gücü” tam anlamıyla bir atın sabit gücü değildir. Peki bu birim nereden geliyor?
Güç, enerjinin hangi hızda harcandığını gösterir. Belirli bir miktar enerjinin ne kadar sürede kullanıldığına bağlı olarak hesaplanır. Bu yüzden beygir gücü, bir motorun belirli bir süre boyunca ne kadar sürekli enerji üretebildiğini ifade eder. Terimi ortaya atan kişi, buhar makinesini geliştiren İskoç mühendis James Watt’tır.
Her ne kadar bir atın tam olarak 1 beygir gücü ürettiği düşünülse de, bu gerçeği yansıtmaz. Kısa süreli yoğun çaba sırasında bir at, 15 beygir gücüne kadar çıkar. İnsanlar için de durum benzerdir. Yoğun fiziksel faaliyet sırasında bir insan kısa süreliğine yaklaşık 1 beygir gücü üretir. Örneğin, Tour de France bisikletçileri yaklaşık 15 saniye boyunca 1.2, bir dakika boyunca ise 0.9 beygir gücü civarında performans gösterir.
Bu nedenle “beygir gücü” ifadesi isim olarak biraz yanıltıcıdır. Ancak James Watt bu terimi bilerek seçti. Amacı, buhar motorunun gücünü, insanların alışkın olduğu bir referans noktasıyla kıyaslayarak anlatmaktı. O dönemde atlar her yerdeydi ve iş gücünün temeliydi. Watt da makinesinin bu geleneksel gücün çok ötesine geçtiğini göstermek istiyordu.
James Watt Ve Beygir Gücü Teriminin Hayatımıza Girişi
Watt’ın kuzeni Marion Campbell, James’i “hassas, zayıf ama parlak bir çocuk” olarak tanımlıyordu. Saatler boyunca matematik problemleriyle uğraşır, oyuncaklarını söküp yeniden birleştirirdi. Onun dikkatli gözlemleri ve uygulamaya dönük zekâsı, onu Sanayi Devrimi’nin en etkili mühendislerinden biri haline getirdi.
Babası gemi yapım ustasıydı, dedesi ise tanınmış bir matematikçiydi. İlk yıllarda babasının işleri yolundaydı. James de atölyede modeller yapıyor, denizcilikle ilgili aletleri onarıyordu. Ancak ergenlik dönemine geldiğinde, aile işinde üst üste aksilikler yaşandı. İşler kötüleşti, babasının sağlığı da bozuldu. Annesinin ölümünden iki yıl sonra, James Watt 19 yaşında Londra’ya taşındı ve hassas alet yapımını öğrenmeye başladı.
1756 yılında Glasgow’a döndüğünde, İskoçya’daki tek matematiksel alet üreticisi olarak kolayca iş bulacağını düşünüyordu. Fakat Glasgow Zanaatkârlar Loncası, onu işe almayı reddetti. Gerekçeleri, Watt’ın yedi yıllık çıraklık süresini tamamlamamış olmasıydı. Oysa bu alanda çıraklık yapabileceği kimse yoktu. Alanında öncü olmak, onun için engellerle dolu bir yol anlamına geliyordu.
İlk destek Glasgow Üniversitesi’nden geldi. Üniversite yönetimi, ondan astronomiyle ilgili bazı aletleri onarmasını istedi. Ardından kampüs içinde küçük bir atölye kurmasına izin verdiler. 1763 yılında, üniversite Watt’tan Newcomen buhar motorunu tamir etmesini istedi. Bu görev, onun buhar gücüne dair derinlemesine çalışmalarının başlangıcı oldu.
Bu motor maden ocaklarından su pompalamak için kullanılıyordu ama oldukça verimsizdi. Watt, motorun sürekli ısıtılıp soğutulmasıyla enerjinin büyük kısmının boşa gittiğini fark etti. Çözümü, buharı yoğuşturmak için motorun dışında ayrı bir bölüm kullanmaktı. Böylece buhar motorunun verimliliği arttı ve bu teknoloji endüstrinin temeli haline geldi.
James Watt Bir Beygir Gücünü Nasıl Hesapladı?
Ancak Watt’ın parası yoktu. İcadının üçte ikilik hakkını İngiliz mucit John Roebuck’a devretti. Bir diğer sorun, yeterli hassasiyette parça üretilememesiydi. Ayrıca patent masrafları da çok yüksekti. Watt sekiz yıl boyunca arazi ölçümü ve inşaat mühendisliği yaparak geçimini sağladı.
Sonunda Roebuck iflas etti ve Birmingham’daki Soho Fabrikası’nın sahibi Matthew Boulton, Watt’ın patent haklarını aldı. Boulton ona hassas üretim imkânı sundu. 1774’te Birmingham’da Boulton & Watt Şirketi kuruldu ve gelişmiş buhar motoru üretilmeye başlandı.
Ancak bu noktada teknik engeller çözülmüş olsa da, yeni bir sorun ortaya çıktı: insanlar buharla çalışan bu yeni makinelere güvenmiyordu. Alıştıkları at ve su gücüne kıyasla buhar motoru karmaşık, hatta tehlikeli görünüyordu.
Watt buhar motorunu geliştirdiğinde, onu insanlara tanıtmak ve satmak için etkili bir yol bulması gerekiyordu. Eğer sadece “bu makine bir at kadar güç üretiyor” deseydi, bu kimseyi etkilemezdi. Sonuçta, o dönemde herkesin erişebildiği şey zaten attı.
Bunun yerine Watt, buhar motorunun bir atın tüm gün boyunca yaptığı işi, hem daha hızlı hem de daha kesintisiz bir şekilde yapabildiğini savundu. Böylece motor bir anda sadece ilginç değil, aynı zamanda çok daha işlevsel ve cazip bir seçenek haline geldi.
Watt’ın buhar motoru, kısa sürede pek çok alanda kullanıldı. İlk müşteriler madencilerdi ama Boulton, motorun diğer alanlarda da kullanılabileceğini gördü. Watt’tan piston hareketini dönme hareketine çevirmesini istedi. Böylece un, kağıt, pamuk ve demir fabrikalarında buhar motorları kullanılmaya başlandı. Bu gelişmelerin bir sonucu olarak, Watt’ın “beygir gücü” tanımı yaygınlık kazandı.
Sonuç olarak
James Watt, bugün dünya çapında tanınan bir deha olarak anılıyor. Ancak tüm bu başarılarına rağmen, Watt’ın hayal ettiği gibi buhar enerjisi onun yaşam süresi içinde evrensel bir güç kaynağına dönüşmedi. Üstelik vaktinin büyük bir bölümünü teknik gelişim yerine, icatlarını korumak için verdiği patent savaşlarıyla geçirmek zorunda kaldı.
Watt, sanayileşmiş modern dünyanın öncüsüydü. Bugün hâlâ onun adıyla anılan watt birimi, enerji ve güç hesaplamalarının temelini oluşturuyor. Onun üstün yanı, bilimsel bilgisini uygulamaya dökebilmesiydi. Kimyager Humphry Davy onun için şöyle dedi: “İcatları, bilimsel bilgisini ve bu bilgiyi pratikte kullanma yeteneğini gösterir. Bu da dehanın özüdür.”
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Why Is Engine Power Measured In ‘Horsepower’? Yayınlanma tarihi: 22 Ocak 2022; Bağlantı: Why Is Engine Power Measured In ‘Horsepower’
- The Origins of the Term, ‘Horsepower’; Bağlantı: https://www.thoughtco.com/
- Why do we still measure things in horsepower? Yayınlanma tarihi: 1 Ocak 2022. Kaynak site: Live Science. Bağlantı: Why do we still measure things in horsepower?
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
