1980’lerde çocuk olma şansını sahip olan şanslı kesimden biriyseniz Barış Manço’yu ve özellikle televizyonlarda yayınlanan 7’den 77’ye adlı programını izlemiş olmalısınız. Kendisi 1987’de ekvatorda yaptığı bir deneyde Güney Yarımküre’de suyun saatin ters yönünde, sadece bir metre sonra Kuzey Yarımküre’de ise saat yönünde dönerek aktığını bizlere göstermişti.
Bu video günümüzde sınıflarda ders materyali olarak da kullanılıyor. Öğretmenler bunu dünyanın dönüşünün bir etkisi olarak aktarıyor. Evet gerçekten de fizik kuralları yaşantımızı yönlendirir. Dünya’nın kendi ekseni etrafındaki dönüşü de sadece gece ve gündüzü oluşturmaz. Bu etki yaşamlarımızı farklı biçimlerde de etkiler.
Bu etkilerden birisi atmosferdeki hava hareketleri ve okyanus akıntıları üzerinde olur. Bu etkinin nedeni de Coriolis kuvveti yardımı ile açıklanır. Ancak sanılanın aksine bu etkinin evimizdeki lavabolarda oluşan girdaplar üzerinde bir etkisi yoktur. Sevgili Barış Manço abimiz istemeden de olsa bir yanlış anlaşılmaya sebep olmuştur.
Lavabolarda Oluşan Girdabın Yönü Neden Farklılaşıyor?
Coriolis etkisi ile ilgili açıklamaya geçmeden önce bu sorunun cevabını verelim. Suyun lavabodaki dönme yönünü belirleyen Coriolis etkisi değil, suyun doldurulurken ya da başka etkilerle kazandığı ilk harekettir. Sonucunda dünyanın dönüşünün yarattığı etki, lavabodaki suyun üzerindeki diğer etkilere göre çok daha zayıf kalır.
Dünya’nın her yerinde musluklardan akan su, lavabonun şekline, musluğun açısına, suyun hızına, suyun akıntısına elle yapılan müdahalelerimize vb. fiziksel etmenlere göre belirlenen bir yönde akar. Aslına bakarsanız hem Kuzey Yarımküre’de, hem de Güney Yarımküre’de, iki tarafa doğru oluşan girdapları görebilirsiniz.
Sonuçta ne yazık ki Barış Abimiz de bir el çabukluğu sonucunda kandırılmıştır. Ancak yine de bilgi tamamen hatalı değildir. Diğer tüm dış faktörleri ortadan kaldırılmayı başarırsanız bu etkiyi gözlemlemeniz mümkün olabilirdi. Bu tam kontrollü deneylerle kanıtlanmıştır.
Ancak bunun için özel olarak tasarlanmış bir lavabonuz olmalıdır. Ayrıca elbette evinizde tüm dış faktörleri ortadan kaldırmanız mümkün değildir. Bu söylenti hakkındaki açıklamalardan sonra işin bilimsel kısmına göz atalım.
Hava ve okyanus akıntıları düz çizgi halinde akmaz. Akıntılar hareket ederken, kuzey yarımkürede sağa, güney yarımkürede sola saparlar. 1830’larda Fransız bilim insanı Gaspard-Gustave de Coriolis, bugün Coriolis kuvveti olarak bilinen bu etkinin arkasındaki ilkeyi keşfetmiştir.
Aslında Coriolis da düşüncelerine dönen su dolaplarını inceleyerek ulaşmıştı. Daha sonra meteorologlar bu düşüncelerin, rüzgar ve okyanus akıntılarının hareket tarzı için de geçerli olduğunu anladılar. Coriolis, bir nesne dönen bir yüzey üzerinde ilerlerken, momentumunun onu kavisli bir yola sokuyormuş gibi göründüğünü bize göstermişti.
Coriolis Etkisi Nedir?
Konuyu anlamanın en iyi yolu basit bir düşünce deneyi yapmaktır. Dönen bir platformun üzerinde birbirine zıt yönlerde oturan iki kişi düşünün. Bu kişilerden bir tanesi, karşısındakine doğru bir topu fırlatsın. Top havadayken platform dönmeye devam ettiği için top karşıdaki çocuğa asla ulaşmayacaktır. Havada iken bir dönüş hareketi yaparak dönme istikametinin tersine gidecektir. Bunun güzel bir örneğini aşağıdaki videoda görebilirsiniz.
Dünya üzerinde de dönmenin etkisiyle benzer biçimde karşılaşırız. Ancak bizler dünya üzerinde sabit duran cisimler olduğumuz için bu durumdan etkilenmeyiz. Oysa ki uçaklar ve roketler gibi uzun mesafeler kat eden araçlar, büyük hava ve okyanus hareketleri bundan etkilenir. Örneğin, büyük hava sistemleri olan siklonlar, kuzey yarıkürede saat yönünün tersinde, güney yarıküredeyse saat yönünde döner.
Coriolis etkisi ekvatora yaklaşıldıkça zayıflar, ekvatorda sıfıra düşer. Buradaki hareket dönme eksenine göre dik olduğundan burada gözlenmez. Coriolis etkisinin şiddeti hareket eden nesnenin hızına, Dünya’nın dönüş hızına ve ekvatora uzaklığına bağlıdır.
Coriolis etkisi en çok aşağıdaki görseldeki gibi diklemesine hareket eden bir nesnenin yolunda belirgindir. Dünya’da, kuzey-güney doğrultusunda veya uzunlamasına bir çizgi boyunca hareket eden bir nesne, Kuzey Yarımküre’de sağa ve Güney Yarımküre’de sola doğru belirgin bir sapmaya uğrayacaktır
Nesne aslında yolundan sapmaz, ancak koordinat sisteminin hareketi nedeniyle sapıyormuş gibi görünür. Bu etki olmasaydı, rüzgarlar yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına düz eserdi. Rüzgar yönü, aslında, alçak basınç çekimi ile Coriolis sapması arasında bir dengedir.
Foucault Sarkacı ve Coriolis Etkisi
Fransız fizikçi Foucault, Dünya’nın dönmekte olduğunu 1851 yılında ilginç bir şekilde kanıtladı. 67 metre uzunluktaki bir tele bağladığı 25 kilogramlık ağırlıkla yaptığı sarkacı Paris’teki Pantheon’un kubbesine astı. Sarkaç her yöne serbestçe hareket edebiliyordu. Belli bir doğrultuda hareket ettirilen sarkacın salınım doğrultusu sürekli olarak değişiyor, yaklaşık bir gün sonra başlangıç konumuna geliyordu.
İşte sarkacın bu hareketi yapmasına neden olan, Coriolis etkisidir. Aslında üzerinde belirgin bir kuvvet olmadığı için sarkaç salınım yönünü korumaktadır. Dönen onun çevresindeki her şey, yani Dünya’dır. Coriolis etkisinin sıfır olduğu ekvatorda bulunan bir Foucault sarkacı doğrultusunu değiştirmeden salınır. Detaylar için: Foucault Sarkacı Dünyanın Döndüğünü Nasıl Kanıtladı?
Coriolis etkisi başka gezegenlerde de ortaya çıkar. Örneğin ekseni çevresinde yaklaşık dokuz saatte bir dönen Jüpiter’in atmosferi Coriolis etkisiyle oluşan siklonlar bakımından zengindir. Bu siklonlardan özellikle biri, yukarıdaki fotoğrafta sağ altta görünen Büyük Kırmızı Leke, yüzyıllardır süren dev bir fırtına sistemidir.
Kaynaklar ve İleri okumalar için:
- Coriolis Effect; Bağlantı: https://www.nationalgeographic.org/
- The Paradox of the Coriolis Effect, Hurricane Alley and Radio Thunder; yayınlanma tarihi: 28 Ekim 2019; Bağlantı: https://www.sciencefocus.com/
- Can somebody finally settle this question: Does water flowing down a drainspin in different directions depending on which hemisphere you’re in? And ifso, why? Yayınlanma tarihi: 28 Ocak 2001; Bağlantı: https://www.scientificamerican.com
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de 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 veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
