Fizik

Neden Kediler Olması Gerektiği Gibi Katı Değil de Sıvıdır?

Genellikle sıvılar, konuldukları kabın şeklini alan materyaller olarak tanımlanırlar. Fakat bazı koşullarda kediler de bu tanıma uyuyor gibi görünürler. Kedilerin sıvı olduğu fikri, kulağa bir garip gelse de, “Bir Kedi Hem Katı hem Sıvı Olabilir mi?” adlı bir çalışmada Fransız bilim adamı Marc-Antoine Fardin, farklı yaşlardaki kedilerin bu kadar sıra dışı şekilleri nasıl ve neden koruyabildiğini hesapladı. Çalışma kendisine saçma sayılabilecek bilim araştırmalarını ödüllendiren Ig Nobel Ödülü’nü* kazandırdı. Geçtiğimiz yıllarda kedinin sıvı mı yoksa katı mı olduğuna dair internet ortamında süren tartışmalar onu bu araştırmayı yapmaya teşvik etmişti. Bulgularına gelince…

Kediler Neden Sıvıdır?

Bir sıvı bulunduğu kabın içerisine sığması için biçimini değiştirebilme özelliğine sahiptir. Sadece biçimini değiştirmekle kalmaz, herhangi bir dış kuvvet etki etmedikçe bu biçimi koruma eğilimi de gösterir.Reolojide buna ‘durağanlaşma süresi’( relaxation time) adı verilir. Bir şeyin sıvı olup olmadığının tespiti, bu süre ile karşılaştırılarak anlaşılır. Örnek olarak kedileri ele alacak olursak, yeterince zaman tanırsak vücut biçimlerini girdikleri kabın şekline göre uydurabilirler.

Bir maddenin durumunu belirlemek için iki şeyi karşılaştırmak gerekir: Durağanlaşma süresi ve deneysel süre. Örneğin, deneysel süre, kedinin bir lavaboya girdiği andan itibaren geçen süre olabilir. Normal koşullarda durağanlaşma süresi, deneysel süre ile bölünür ve sonuç 1 ile karşılaştırılır. Çıkan sonuca ‘Deborah sayısı’ adı verilir. Bu, akışkanların davranışlarının konsantrasyon, sıcaklık ve deney süresine bağlı olarak tanımlanabildiği bir sayıdır. Deborah sayısı;1’den büyükse elastik, 1’e yakın bir değerse viskoelastik, 1’den çok daha küçükse viskoz davranış gösterir.

Sıvılar için akışın çalkantılı mı olacağını, yoksa içinde bulunduğu kabın hatlarından yavaşça mı akıp gideceğini tahmin etmek için kullanılabilecek başka bir sayılar daha vardır. Eğer akış hızı V, kabın biçimi de akışı dik olarak kesen tipik bir h yüksekliğinde ise, hız derecesini V/h olarak tanımlayabiliriz. Bu hız derecesinin tersi, zamana denk gelir. Bu süreklilik ve durağanlaşma süresi işlemlerini karşılaştırdığımızda, atalet halinin baskın geldiği akışkanlar durumunda (örneğin su) Reynolds sayısını, elastikliğin hakim olduğu durumlarda ise (örneğin kek hamuru) Weissenberg sayısını elde ederiz.

Bu sayılar 1’den büyük olursa, akışın çalkantılı olması ihtimali söz konusudur. 1’den küçük olması durumunda ise katmerli, yoğun bir akış. Şimdi gelelim işin kedi kısmına…

Kediniz çok hareketliyse ve girdiği kabın içerisine yerleşmesi uzun sürüyorsa, durağanlaşma süresi deneysel süreden büyük olacağı için sonuç 1’den küçük olacak, dolayısı ile kediniz de ‘sıvı’ olarak tanımlanmayı hak edecektir. Cidden, kediler sıvı mıdır?

*Ig (değersiz anlamına gelen ignoble kelimesi oynanarak uydurulmuş bir kelime) Nobel ödülleri; Harvard Üniversitesi tarafından Nobel’in bir parodisi olarak tanımlanan, anlamsız, saçma kabul edilen ve yeniden üretilmemesi gereken bilimsel çalışmalara verilen ödüllerdir.

Kaynaklar:

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