Beş Asır Sonra Leonardo Da Vinci’nin Baloncuk Gizemi Çözüldü
Eğer daha önce suda yükselen hava kabarcıklarını izlediyseniz, Leonardo Da Vinci ile aynı şeyi düşünmüş olabilirsiniz: neden hepsi doğrudan yüzeye çıkmıyor? Eğer öyleyse, insanların sorunuzu dikkate alması için 500 yıldan fazla geç kaldınız ve muhtemelen yeterince ünlü değilsiniz, ancak iyi haber şu ki, bir cevap almak için hayattasınız.
Leonardo’nun gözlemiyle ilgili en ilginç şey, her birine aynı fiziksel güçler etki etmesine rağmen, yüzeye doğru zig-zag çizen ya da spiral çizenlerin küçükler değil, yalnızca büyük kabarcıklar olmasıdır.
Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde, Sevilla Üniversitesi’nden Profesör Miguel Herrada ve Bristol Üniversitesi’nden Profesör Jens Eggers, sıvı/gaz arayüzlerini anlamada yeni gelişmelere yol açacağını umdukları bu muammaya bir cevap veriyor.
Herrada ve Eggers, kabarcık hareketinin sadece hiç açıklanmadığını değil, aynı zamanda matematiksel olarak da tanımlanmadığını belirttiler.
Yazarlar, baloncuk hareketinin, ne kadar yaygın bir olgu olmasına rağmen, modellenmesini zorlaştıran bir dizi yönünü gözlemlemişlerdir. En önemlisi şöyle yazıyorlar: “Kabarcık, akışkan tarafından uygulanan kuvvetlere tepki olarak deforme olur ve bunun karşılığında kabarcığın şekli akışın karakterini değiştirir.”
Sabun gibi yüzey aktif maddelerle küçük bir kontaminasyon bile kabarcık davranışını etkileyebileceğinden deneylerin kendi sorunları vardır.
Herrada ve Eggers yılmadan matematiksel modeller uyguladı ve bulgularını “hiper-temiz suda” yapılan önceki deneylerle karşılaştırdı. Yükselen kabarcıkların şekillerini değiştiren periyodik bir eğime maruz kaldıklarını buldular. Yukarı bakan taraf daha yüksek eğriliğe sahiptir, bu da yüzeyi daha kaygan hale getirir, böylece su üzerinde daha hızlı hareket eder. Bu da Bernoulli’nin biraz sezgiye aykırı prensibine göre, o taraftaki basıncı düşürüyor ve döngü yeniden başlamadan önce kabarcığı orijinal konumuna geri itiyor.
Modelleme, bu sürecin yarıçapı 0,926 milimetreden (0,04 inç) fazla olan kabarcıkların düz bir yörüngeden saparak yalpalamasına neden olacağını öngörmektedir. Önemli boyut, ultra temiz suda elde edilen değerin yüzde 2’si dahilindedir.
Yazarlar bir sonraki adımın kirlenmenin sonuçları nasıl etkilediğini incelemek olduğunu belirtiyor. Eğer 16. Yüzyılda hiper-temiz su mevcut olsaydı, daha az insan bu suyu içerek ölebilirdi; dolayısıyla Leonardo’nun gözlemlerini belirli bir kirlilik seviyesiyle uğraşırken yaptığını varsaymak mantıklıdır. Bugün bile, laboratuvar dışında çok saf su nadirdir, bu nedenle çalışmanın pratik uygulamaları olacaksa bu tür bir genişletme muhtemelen gereklidir.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Leonardo Da Vinci, Devekuşu Yumurtası Kabuklarıyla Amerika’yı Gösteren İlk Küreyi Yaptı