Fizik

Coriolis Etkisi: Gündelik Hayatımızda Gözlemleyebileceğimiz Fizik

Fizik kuralları biz istesek de istemesek de hayatımızı yönlendirir. Fiziğin hayatımıza karıştığı yerlerden birisi de Coriolis etkisidir. 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.

Coriolis 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 etkisini 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 nedeni Coriolis etkisidir. Konuyu daha iyi anlayabilmek için okumadan önce aşağıdaki videoya göz atınız.

Coriolis Etkisi Nedir?

Şimdi daha geniş dönen bir platfom üzerinde düşünelim bu kişileri, mesela dünya. Dünya üzerinde de dönmenin etkisiyle benzer durumlarla karşılaşırız. Ancak bizler dünya üzerinde sabit duran cisimler olduğumuz için bu durumdan etkilenmeyiz. Ancak 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. Dünya’nın dönüşünden kaynaklanan 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.

Dünya dönmüyor olsaydı, hava tropik bölgelerde yükselecek kutuplara doğru kuzeye ve güneye doğru hareket edecekti. Ancak Coriolis sayesinde, ısınan hava sağa doğru hareket eder. Hadley, Ferrel ve Polar hücreleri olarak bilinen farklı enlemlerde dolaşan büyük hava kuşaklarını oluşturur. Aynı rüzgarlar, dünyanın yüzey okyanus akıntılarını yönlendirir. Kuzey Yarımküre ‘de saat yönünün tersinde, Güney Yarıküre’de saat yönünde hareket eden, girdapları oluşturur. Kasırgalar ve tayfunlar gibi devasa fırtınalarda aynı doğrultularda aynı mantıkla oluşur.

Bu etki olmasaydı, rüzgarlar yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına düz eserdi. Rüzgar yönü, aslında, alçak basınç çekimi ile Coriolis sapması arasında bir dengedir. Rüzgarların kuzey yarım kürede saatin tersi yönünde, güney yarımkürede saat yönünde dönme- sinin nedeni büyük ölçüde budur.

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.

Kuzey yarıküredeki bir Foucault sarkacı saat yönünde, güney yarıküredeki bir sarkaçsa saat yönünün tersinde döner çünkü Dünya’ya uzaydan, Kuzey Kutbu üzerine denk gelen sabit bir noktadan bakabilseydik yerin saat yönünün tersinde döndüğünü görürdük. Güney yarıkürede ise bunun tam tersi durumu gözlemlerdik. Daha fazla bilgi için: Foucault Sarkacı: Dünya’nın Döndüğünün İlk Deneysel İspatı

Sanılanın aksine Coriolis etkisinin evimizdeki lavabolarda oluşan girdaplar üzerindeki etkisi yoktur. Suyun lavabodaki dönme yönünü belirleyen Coriolis etkisi değil, suyun doldurulurken ya da başka etkilerle kazandığı ilk harekettir. Çünkü dünya günde yalnızca bir kez döner ve bunun yarattığı etki lavabodaki suyun üzerindeki diğer etkilere göre çok daha zayıf kalır. Lavabolarımızda gözlemlenemese bile Coriolis etkisi başka gezegenlerde de ortaya çıkar. Örneğin ekseni çevresinde yaklaşık dokuz saatte bir dönen Jüpiter’in atmosferi Coriolis etkisiyle oluşan siklonlar bakımından zengin. Bu siklonlardan özellikle biri, yukarıdaki fotoğrafta sağ altta görünen Büyük Kırmızı Leke, yüzyıllardır süren dev bir fırtına sistemi.

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bu Yazılarımıza da Bakmanızı Öneririz

Başa dön tuşu