Bardak altlıkları, masaları göze hoş görünmeyen buğu halkalarından koruyor. Fakat bazen yanlış şekilde kullanılıyor ve fırlatılıyorlar. Bunu yaparken, genelde pek başarı sağlanamıyor: Karton altlık, kısa bir süre sonra güzergâhını terk ediyor, yan tarafa doğru gidip yere düşüyor. Peki neden böyle oluyor?
Bonn Üniversitesi’ndeki Helmholtz Radyasyon ve Nükleer Fizik Enstitüsü ile Argelander Gökbilim Enstitüsü’nde çalışan fizikçiler de bu soruyu araştırmış. Bilim insanlarına göre, bardak altlığının bu davranışı kaçınılmaz; en azından, olağan fırlatma yöntemi kullanıldığı zaman: Altlık, en fazla 0,45 saniye sonra kaymaya başlıyor. İskambil kağıtları sadece 0,24 saniye sonra yolunu şaşırırken, CD’lerde bu süre 0,8 saniye sürüyor.
Bu durumun sebebi ise yer çekimi, kaldırma kuvveti ve açısal momentin korunumu arasındaki etkileşim: Altlık, yer çekimi sebebiyle fırlatıldıktan kısa süre sonra geriye doğru eğiliyor. Bu durum, yere konan bir uçağa benzer şekilde hücum açısı sağlıyor. Bu açı, hava akışında kaldırma kuvveti yaratıyor. Araştırma fikrini ortaya atan doktora öğrencisi Johann Ostmeyer, “Fakat kaldırma kuvveti altlığın merkezinde değil, ön taraftaki üçte birlik kısımda uygulanıyor” diyor.
Bu durum normalde, yuvarlak altlığın kısa süre sonra ters dönmesine yol açar. Aslında öyle de oluyor; fakat yalnızca, oldukça alışılmadık bir şekilde fırlatılırsa. “Bir bardak altlığı fırlatıldığı zaman, genelde bir frizbiye benzer şekilde dönüyor” diyor Ostmeyer’in meslektaşı ve Bonn Üniversitesi’ndeki Argelander Gökbilim Enstitüsü’nde çalışan Christoph Schürmann. “Böylelikle altlık, bir tür topaca dönüşüyor.” Bu dönüş işlemi, uçuşu dengeliyor ve ters dönmeyi önlüyor. Kaldırma kuvveti ise altlığın yan tarafa kaymasına sebep oluyor; altlık saat yönünün tersinde dönüyorsa sağa, diğer türlü ise sola kayıyor.
Altlık aynı zamanda dik bir hale de geliyor ve bu yüzden, artık zemine paralel durmuyor. Bunun yerine, dönen bir tekerlek gibi havada dik duruyor. Bu konumda geriye doğru dönüyor; aslında zemindeki bir tekerlek gibi dik duracak olsaydı, başlangıç noktasına göre geri giderdi. Uçuş sırasında, hızla irtifa kaybediyor ve yere düşüyor. Bu süreç bütün düz ve yuvarlak cisimlerde yaşanıyor.
Araştırmanın fikri, Bonn Üniversitesi’ndeki fizik gösteri takımının Münih’e yaptığı bir gezi sırasında ortaya çıkmış. Söz konusu etkinlik, büyüleyici fizik deneyleriyle düzenli olarak yüzlerce ziyaretçi çekiyor. Katılımcılar hep beraber bir barı ziyaret ettiklerinde, uçan bardak altlıklarının neden öyle davrandığını merak etmişler.
Fizikçiler döndüklerinde bu soruyu sistematik olarak ele almışlar: Özel bir bardak altlığı fırlatma makinesi tasarlamış ve uçan altlıkları yüksek hızlı bir kamerayla kaydetmişler. Böylelikle, yaptıkları kuramsal tahminlerin pratik gözlemleriyle eşleşip eşleşmediğini doğrulamışlar. Bonn Üniversitesi Fizik ve Gökbilim Bölümü’ne bağlı Helmholtz Radyasyon ve Nükleer Fizik Enstitüsü’nde çalışan Prof. Dr. Carsten Urbach, “Projenin hiçbir uygulama alanı yok” diyor. “Fakat bu problem, sıradan insanlar için olduğu kadar fizikçiler için de aşikar. Üstelik, doğa bilimlerinin bilgi kazandığı tüm bu süreci mükemmel şekilde örnekliyor; gözlemden kurama ve deneysel testlere, uyarlanmasına ve daha da geliştirilmesine kadar.”
60 metreye kadar giden iskambil kağıtları
Yeri gelmişken bardak altlıkları, çok hızlı dönmeleri durumunda en dengeli şekilde yolculuk ediyor ve bu yüzden en uzağa gidiyorlar; bu özellik, rekor fırlatma uzaklığı 60 metreyi aşan dünyanın en iyi iskambil kağıdı fırlatıcısı Rick Smith Jr. tarafından da ustaca kullanılıyor. Fakat hızlı dönen bardak altlıkları, 0,45 saniyeden fazla düz gitmiyor. “Çok uzağa ve kusursuz şekilde fırlatmak isteyenler, altlığı dikey bir konumda tutmalı ve geriye doğru dönüş hareketi uygulamalı” diye açıklıyor Ostmeyer; aynı zamanda muhtemel yaralanmalara karşı da uyarıyor.
Makalenin sonundaki tedbir amaçlı özür de boşuna değil: “İster yanlış nişan alma sebebiyle olsun, ister bizim diğer insanları aptalca deneyler yürütmeye kışkırtmamız sebebiyle; bir bardak altlığıyla vurulan herkesten içtenlikle özür diliyoruz.”
Bulgular dört gün önce The European Physical Journal Plus bülteninde sunuldu.
Kaynak: Bonn Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
