Taş sektirme, ilk bakışta basit bir oyun gibi görünür. Oysa doğru taşın seçimi, atış açısı, hız ve dönme hareketi gibi birçok değişkenin bir araya geldiği karmaşık bir fizik problemidir
Taş sektirme, yalnızca fiziksel bir ilke değil, aynı zamanda oldukça eski ve yaygın bir insan etkinliğidir. Kuzey Amerika Taş Sektirme Derneği’nin kurucusu Jerry McGhee’ye göre hem Shakespeare hem de Homeros bu eylemden söz etmiştir.
Eskimolar buz üzerinde taş sektirir. Bedeviler ise bunu düz kum yüzeylerinde yapar. İngiltere’de bu oyun “ducks and drakes”, Fransa’da “ricochet”, İrlanda’da “stone skiffing”, Danimarka’da ise “smutting” olarak adlandırılır. Hintçeden Rusçaya, Çinceye kadar birçok dilde taş sektirmeyi ifade eden farklı kelimeler yer alır.
Bu olguyu daha iyi anlamak için hidrodinamik, momentum ve yerçekimi gibi fizik kavramlarından yararlanılmaktadır. Taş sektirmenin temel fiziği, bu amaç için özel olarak tasarlanmış laboratuvar düzenekleriyle incelenmiştir. Bu düzenekler, taşın hareketini video ve dijital fotoğraf teknikleriyle kaydeder.
Yapılan gözlemler bazı dikkat çekici sonuçlar ortaya koyar. Bazen bir sekme, bir öncekinden daha uzun olur. Bu durum çoğunlukla su yüzeyinin düzensizliğinden kaynaklanır. Ancak genel olarak sekmeler arasındaki mesafe, bir öncekinin yaklaşık yüzde 80’i kadar olur. Bunun yanında başka bir ilginç bulgu daha vardır. Sağ elle yapılan atışlarda, ilerleyen sekmeler hafifçe sağa doğru sapma eğilimi gösterir.
Taş Sektirmenin Püf Noktası Nedir?
Çocuklar bazen “Gökyüzü neden mavi?” gibi zor sorular sorar. Çoğu ebeveyn bu sorular karşısında biraz duraksar. Ancak fizikçi Lydéric Bocquet’nin 7 yaşındaki oğlu, iyi atılan bir taşın neden batmak yerine suyun üzerinde sekerek ilerlediğini sorunca, Bocquet bu soruyu ciddiye aldı. Sonunda bu yaygın eğlencenin arkasındaki fiziği açıklayan bir dizi denklem ortaya koydu.
Bir taşın havadaki hareketi balistik olarak tanımlanır. Yani taş, kendi momentumu ve yerçekiminin etkisi altında ilerler. Ancak su yüzeyiyle karşılaştığında durum değişir. Taş her sekmede suya çarptığında yukarı doğru yansır. Aşağı yönlü hızı tersine döner, yatay hızı ise biraz azalır.
Genellikle taşın arka kenarı suya önce temas eder. Bu da taşın hafifçe aşağı doğru eğilmesine yol açar. Bu kısa süreli eğilme, taşın izlediği yönü etkiler. Her sekmeden sonra taş biraz daha yavaşlar. Sonunda hızını yeterince koruyamaz ve suyun yüzeyinde sekmek yerine içine girer.
Bunun yanında taşın atıldığı yükseklik, suya giriş açısı, çarpma anındaki konumu ve su yüzeyinin durumu da süreci belirler. Tüm bu etkenler, taşın kaç kez sekebileceğini ve ne kadar sürede suya gömüleceğini doğrudan etkiler.
Bir Taş En Fazla Kaç Kez Seker?
Bocquet’nin modeli, günlük deneyimle bilinen bazı temel kuralları daha net bir çerçeveye oturtur. Yassı taşların daha iyi sekmesi tesadüf değildir. Geniş yüzey alanı, suyla temas anında oluşan kaldırıcı etkiyi artırır. Bu yüzden taşın suya neredeyse paralel bir açıyla gönderilmesi gerekir.
Hız da aynı ölçüde belirleyicidir. Taş ne kadar hızlıysa, hem oluşan kaldırma kuvveti o kadar artar hem de sekmeyi sürdürecek enerji korunur. Bu durum, su kayağında sporcunun batmamasını sağlayan ilkeyle aynıdır.
Bunun yanında dönme hareketi de kritik bir rol oynar. Taşın dönmesi, dengesini korumasını sağlar ve suya kenarıyla çarpmasını engeller. Bu etki, dönen bir topacın ya da hareket halindeki bir bisikletin dengede kalmasına benzer.
Denklemler bu süreci sayısal olarak da ortaya koyar. Saniyede yaklaşık 5 metre hızla atılan bir taş altı kez sekebilir. Buna karşılık 38 sekmelik dünya rekoruna ulaşmak için hızın yaklaşık saniyede 12 metreye çıkması gerekir. Bu hız tek başına yeterli değildir. Asıl zorluk, taşa saniyede yaklaşık 15 devirlik bir dönme kazandırabilmektir. Bocquet’ye göre rekor denemelerinde belirleyici olan, atışın son anında yapılan küçük bilek hareketidir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Potato-shaped stones are better for skimming, say experts. Yayınlanma tarihi: 4 Ocak 2023; Bağlantı: https://www.theguardian.com/science/2023/jan/04/potato-shaped-stones-are-better-for-skimming-say-experts
- The Physics of . . . Skipping Stones; Yayınlanma tarihi: 1 Ağustos 2013; Bağlantı: https://www.discovermagazine.com/
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
