FİZİK

Spagetti Çubuğunu Neden İki Parçaya Ayıramayız?

Evinizde bir kutu spagetti varsa, şu deneyi deneyin: Tek bir spagetti çubuğunu her iki ucundan tutun. Şimdi kırılana kadar bükün. Kaç parçaya ayrıldı? Cevap üç veya daha fazlaysa, başka bir çubuk ile tekrardan deneyin. Sonuçta her seferde 3 veya daha fazla parçaya ayrıldığını göreceksiniz. Peki, neden spagettiyi ikiye bölemiyoruz?

Spagetti ile mücadele eden sadece siz değilsiniz. Fizikçi Richard Feynman’ın da bir gecesini makarna kırarak geçirdiği ve çubukların neden ikiye ayrılmayı reddettiğine dair teorik bir açıklama aradığı bilinen hikayeler arasında.

Bu sorunun cevabı 2005 yılına kadar çözümsüz kaldı. Sonunda, iki Fransız bilim insanı Basile Audoly ve Sebastien Neukirch, kafalarda soru işareti bırakan spagetti problemini çözmeyi başardı.

Spagetti Deneyi

İkili, spagettinin iki ucundan eşit miktarda güç uygulayarak bükmeyi denediklerinde maddenin ikiye ayrıldığını fark ettiler. Spagetti kırılmaya başladığı ilk anda, orta kısmının geriye doğru esnemesiyle ‘dalga’ oluşturuyordu. Meydana gelen bu dalgalar sayesinde de, spagetti daha fazla parçaya bölünmeye devam etti.

İkili bu buluşları ile 2006 Ig Nobel Ödülü’nü kazandı. Ancak geriye bir soru kaldı: Spagettiyi ikiye bölebilir miyiz?

Neyse ki bilim bu noktada da imdadımıza yetişti ve bu sorun da çözüldü. 2018 yılında yüzlerce spagetti çubuğu üzerinde, özel aparatlar kullanılarak yapılan bir araştırma sonucunda, spagettinin parçalanarak dağılmasına sebep olan dalgalanmanın etkisiz hale getirmenin bir yolu bulundu.

Spagetti belirli bir noktaya kadar döndürülüp, sonra yavaşça bükülürse gerçekten iki düzgün parçaya ayrılabiliyordu.

Araştırma iki öğrenci, Ronald Heisser ve Vishal Patil tarafından başlatıldı. Heisser, bükülmenin spagettinin kırılma şeklini etkileyebileceğini varsaydı ve elleriyle makarnayı bükmeyi denedi.

Bu yaklaşımın laboratuvarda elbette kısıtlamaları vardı, bu yüzden daha sonra bükme ve ikiye ayırma eyleminin ince ayarlanabileceği bir aparat tasarladılar. Sonuçta da bir matematiksel model geliştirdiler.

Çalışmanın yapıldığı düzenek

Araştırmacılar, spagetti’yi 270 derece döndürmenin, ardından uçları saniyede 3 milimetre hızla bükmenin spagettiyi iki eşit yarıya böldüğünü keşfettiler. Bunun nedeni, bükülmenin, bu ilk geri tepmenin yoğunluğunu zayıflattığı için geri tepme etkisini ve bükülme dalgalarını azaltmasıydı.

Ancak küçük bir hatırlatma yapalım: Bulgular, sadece iki tür spagetti arasında tutarlı: farklı çaplara sahip Barilla No. 5 ve Barilla No. 7.

Araştırmacılar, sonuçların çatlak oluşumunun anlaşılmasını ve çok lifli yapılar, mühendislik ürünü nanotüpler ve hatta hücrelerdeki mikrotübüller gibi diğer çubuk benzeri malzemelerdeki kırıkların nasıl kontrol edileceği gibi uygulamaları olabileceğini söylüyorlar.

PNAS dergisinde yayınlanan bu araştırma sürecinde yüzlerce spagetti parçası zarar gördü.

Kaynaklar ve ileri okumalar:

MIT Scientists Have Finally Figured Out How to Break Spaghetti Into Just Two Pieces; https://www.sciencealert.com/spaghetti-breaks-in-two-pieces-when-torsion-is-applied-richard-feynman

MIT mathematicians solve age-old spaghetti mystery; https://news.mit.edu/2018/mit-mathematicians-solve-age-old-spaghetti-mystery-0813

Matematiksel

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu