Stres çarkları, temel fizik kurallarıyla dönüyor.
Çocukları stres çarklarını döndürüyorlar da döndürüyorlar. Ayrıca ebeveynler bumerang şeklindeki bu oyuncakların neden bu kadar tutulduğunu anlamayabilseler de, dikkat çeken bu cihazların nasıl çalıştığını açıklamak için fizik bilimi var.
San Francisco’daki Exploratorium’da bir fizikçi olan Paul Doherty, gönderdiği bir epostada şöyle söylüyor: “Stres çarklarıyla ilk defa birkaç ay önce Boston Üniversitesi’nden profesör Kenneth Brecher sayesinde tanıştım. Kendisi stres çarkları yapıyor ve bir tanesini bana uzattı ve onun ne olduğunu tahmin etmemi istedi. O aletin ne yaptığını tarif ettim fakat birisinin onu niçin satın alacağı hakkında hiçbir fikrim yoktu ;-)”
Doherty’ye göre çarkların ilgi çekici olmasının başka bir sebebi var: “Bana göre bunlar, sürtünmeyi azaltan ve nesnelerin uzun bir süre boyunca serbestçe dönmesine olanak sağlayan bilyeli yatakların ne kadar havalı olduğunu gösteriyor.” (Sürtünme, temel bir seviyede bir nesnenin diğerine nazaran hareket ettiği zaman gerçekleşen hareket direncidir.)
Bilyeli yataklar, bu dönen oyuncağın kilit noktasıdır. Sebebini anlamak için şunu deneyin: Zemin boyunca bir tahta kütlesini veya başka bir maddeyi kaydırın. Ardından aynı şeyi bir bilye ile yapın. “Bilyenin daha uzağa gideceğine iddiaya girerim,” diyor Doherty. Bunun sebebi, dönme hareketi ile ilişkili olan sürtünmenin sözde kayma sürtünmesinden genellikle daha az olmasıdır.
Bu ilke, çarklara da uygulanabilir. Merkezde ve çarkın üç “kanadının” her birinin üzerinde, küçük topların düşük bir sürtünme ile etrafında döndüğü dairesel bir kanal olan mil yuvası bulunur, diyor Doherty.
Bir nesneyi döndürmek için, o nesnenin üzerine tork olarak bilinen bir döndürme kuvveti uygulamanız gerekir. İşte burada bir dizi ufak yardımcı devreye giriyor: “Bir stres çarkında, bir bilyeli yatağın merkezini tutarsınız, dıştaki bilye yatağı bunun etrafında döner ve çarkın daha dış kısımları da daha dıştaki bilye yatağıyla birlikte dönerlerler,” diyor Doherty. “Parmağınızla çarka bir fiske vurduğunuzda veya bileğinizi hızlıca döndürdüğünüzde, çark harekete başlar ve sürtünmenin düşük olması sebebiyle hareketine devam eder.”
Ayrıca dönme söz konusu olduğunda, şekil önemlidir. “Eğer bilyeli yatağı bir diskin merkezine koyarsanız, dönme hareketini daha dıştaki kısmı iterek başlatmanız gerekir,” diyor Doherty ve nesnenin kütle merkezinin merkezde bulunacağı kuralından bahsediyor. (Kütle merkezi, tahterevalli gibi bir nesneyi dengede tutabildiğiniz noktadır.)
“Ancak, eğer nesne çıkıntılı bir şekle sahipse ve bu yüzden bilyeli yatak kütlenin merkezi değilse, bileğinizi ani şekilde hareket ettirerek onu döndürmeye başlatabilirsiniz,” diye ekliyor. Çarkın dış kısımlarında bulunan bilye yatakları, esasen ağırlık için oradadırlar.
Bunun nasıl çalıştığını anlamak için, Doherty basit bir örnek sunuyor. “kısa, kalın bir dil çubuğunun bir ucunda bulunan bilyeli yatak düşünün. Yatağı başparmağınız ile işaret parmağınız arasında tutun ve çubuğun aşağı sallanmasını sağlayın. Elinizi zemine paralel olarak ileriye hareket ettirin ve sonra aniden durun. Çubuk bir daire şeklinde dönecektir.”
Doherty, daha iri de olsa kendi stres çarkınızı yapabileceğinizi söylüyor. Kendisi böyle yapıyor ve söylediğine göre bilye yatakları kullanmamış olsa da, çark hâlâ çalışıyor.
Bir ebeveynin veya başka bir yetişkinin gözetiminde:
- Düz bir tükenmez kalemin yaklaşık 4 santimetre uzunluğundaki bir bölümünü kesin ve mürekkep ucunu çıkarın.
- 1 santimetrelik Dört yönlü bir PVC bağlama parçasının merkezinden biraz daha dışarıya, kalemden biraz daha büyük bir delik açın.
- Silindir kalem parçasını deliğe doğru itin.
- Başparmağınız ile diğer parmağınız arasında tuttuğunuz kalem ile birlikte, “çarkı” döndürmek sadece birkaç saniye alacaktır, diyor Doherty.
LiveScience
