Çok fazla para harcamadan eğlenmeyi seven biriyseniz, doğada vakit geçirmenin bunun için en iyi seçenek olduğunu bilirsiniz. Eğer bir de deniz ya da göl kıyısına erişecek kadar şanslıysanız o zaman suda taş sektirmeyi denemiş olabilirsiniz.
Bir kaç defadan daha fazla sektirmeyi bir çok kişinin pek de başaramadığı bu aktivite aslında bilimsel bir araştırma konusudur. Taşların su yüzeyinde 2, 5 veya daha fazla zıplaması nasıl gerçekleşmektedir? İlk atıştan sonra taşın batmadan su yüzeyinden atlamasını sağlayan şey nedir? Bilim insanları bu soruların cevabının arayışındadır.
Taş sektirmenin ilk bilimsel açıklaması 1700’lerde Lazzaro Spallanzani’den geldi. Bazı gözlemleri gayet doğruydu. Örneğin başarılı bir taş sektirme için yassı bir taşa ihtiyacınız olduğunu ve zıplamasını sağlamak için suya düz tarafının çarpması gerektiğini gösterdi. Daha sonra, bir taşın suya hafif yukarı doğru bir açıyla çarpması durumunda çok daha yükseğe sıçrayacağına dair çok önemli bir gözlemi ekledi.
Bu bilgiler daha önce taş sektirmiş herhangi bir kişi son derece bilindiktir. Ancak Spallanzani’nin hassas ölçümleri ileri çalışmalar için taban teşkil edecekti. 1960’ların sonlarında çekilen yüksek hızlı bir videoda, araştırmacılar sonunda Spallanzani’nin çıplak gözüyle gözlemlediklerini ayrıntılı olarak gördüler. Bunun devamında 2002 yılında da Lyon Üniversitesi’nde Fransız fizikçi olan Lydéric Bocquet, fenomeni incelediği bilimsel bir makale yayınladı.
Bir taşın suyun yüzeyinde sekmesi, her etki için eşit ve zıt bir tepki olduğunu belirten Newton’un Üçüncü Yasasına bir örnektir. Taş suya çarptığında su, enerjiyi taşa geri aktararak onu tekrar havaya gönderir. Bir taşın dibe batmadan önce kaç kez atlayacağını belirlemede bir takım faktörler rol oynar.
Taş Sektirmenin Arkasındaki Bilim
Bir taşın su yüzeyinde kaç defa sekeceği aşağıdaki faktörlere bağlıdır.
- Atıldığı yükseklik
- Fırlatıldığı açı
- taşın yüzey üzerindeki etkisi
- Su yüzeyinin durumu
- Taşın fırlatıldığı kuvvet
- Momentumun korunması
Bu konudaki Fransız bilim insanlarının 2004’te yayımladığı bir araştırma, bazı teorik ve deneysel sonuçlar sunuyor. Taş sektirmede usta olan insanların bildiği gibi taşın şekli, dönme periyodu ve fırlatılma hızı önemli faktörler. Fakat en fazla sayıda sektirmek için en önemli olan şey taşın suya çarpma açısıdır.
Eğer taş suya çok dik çarparsa, batışa geçiyor. Eğer çok düz bir açıyla çarparsa, bu sefer de bir hayli yavaşlıyor ve enerji kaybeder. Sonuçta bu nedenle sekemez. Ayrıca araştırma ekibine göre bir taşı su yüzeyinde sektirmenin yolu, 20 derecelik bir açıyla suya çarptırmaktır. Atışın hızı arttırıldıkça, sekme sayısı da artıyor. Yüksek dönüş hızı ise taşın her sekişinde doğru açıyı muhafaza etmesini sağlıyor.
Ancak bu kadarla da değil. Palmer ve University College London’da uygulamalı matematik profesörü olan Frank Smith, bir nesnenin şeklinin ve kütlesinin su yüzeyinde kaymasını nasıl etkilediğini araştırmak için bir matematiksel model yaptı.
Sonucunda taş sektirmek istediğimiz zaman hepimiz sahildi mümkün oldukça yassı ve düz taşları tercih ederiz. Oysa ki araştırmacıların matematiksel modeli, daha ağır, patates şeklindeki taşların daha dramatik sonuçlar elde edebileceğini ortaya koyuyor. Araştırmaya göre, kavisli bir tabanı olan daha ağır taşlar sudan sekebiliyor çünkü eğrilik, kayanın suyla temas şeklini değiştiriyor.
Bir Taş En Fazla Kaç Kez Sekebilir?
Eğer 7-8 kez taş sektirdiğiniz de kendinizle gurur duyuyorsanız birazdan duyacağınız sayı sizi şaşırtabilir. Günümüzde taş sektirme rekoru 2013 yılından beri 88 zıplama ile Kurt Steiner ‘e ait. Ancak başarısı elbette tesadüf eseri değil. Arka planında adanmışlık, çok çalışma ve işin bilimini anlama yer alıyor. Bu videoda kendisinin bu muhteşem sektirişini izleyebilirsiniz.
Bu yazıyı okuduktan sonra patates biçimli taşlarla aynı başarıyı elde edip edemeyeceğinizi bilemesek de araştırmacıların dediği gibi birkaç tuhaf taş deneyin ve ne olduğunu görün. Patatese benzeyen bir taşla ve elbette bolca antrenmanla belki de daha başarılı sonuçlar elde edebilirsiniz. Yazının bitiminde ayrıca göz atmak isterseniz: Domino Etkisi: Devrilen Taşların Ardındaki Matematik
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Potato-shaped stones are better for skimming, say experts. Yayınlanma tarihi: 4 Ocak 2023; Bağlantı: https://www.theguardian.com/science/2023/jan/04/potato-shaped-stones-are-better-for-skimming-say-experts
- The Physics of . . . Skipping Stones; Yayınlanma tarihi: 1 Ağustos 2013; Bağlantı: https://www.discovermagazine.com/
- Stone bouncing off water surface; https://physics.stackexchange.com/
- Bocquet, Lyderic. (2002). The physics of stone skipping. American Journal of Physics. 71. 10.1119/1.1519232.
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
