Bilim İnsanları 141 Yıllık 'Ters Sprinkler' Sorununu Çözdü

[™ Admin]

Bilim İnsanları 141 Yıllık 'Ters Sprinkler' Sorununu Çözdü

Alıntı

İlk olarak 1883'te Avusturyalı fizikçi Ernst Mach tarafından ortaya atılan ve Nobel ödüllü Richard Feynman tarafından popüler hale getirilen "ters sprinkler" sorusu nispeten basittir; bir su tankına S şeklinde bir sprinkler koyarsanız ve sprinkler suyu hangi yönde emerse, dönecek mi ve neden?

141 yıldır fizikçiler aldatıcı derecede zor bir soru üzerinde kafa yoruyorlar: Bir yağmurlama sistemi ters yönde çalışsaydı ne olurdu?
İki kamp oluştu; biri su emen bir fıskiyenin saat yönünde dönmesi gerektiğini savunuyordu, diğeri ise saat yönünün tersine hareket etmesi için baskı yapıyordu.

New York Üniversitesi'nden bilim insanları böyle bir cihaz tasarlayarak sorunu çözdüler ve ters sprinklerin normal bir sprinklerden saat yönünün tersine 50 kat daha yavaş döndüğünü keşfettiler.

"Bir yağmurlama sistemi ters yönde çalışırsa ne olur?" sorusu yalnızca iki tür insan tarafından sorulur: gözleri gözleri yaşaran taşçılar ve teorik fizikçiler. Bunun nedeni, soruyu yanıtlamanın yalnızca ileri matematiğin veya (çoğunlukla) yasallaştırılmış uyuşturucuların sağlayabileceği, akıllara durgunluk veren bir bakış açısı gerektirmesidir.

İlk olarak 1883'te Avusturyalı fizikçi Ernst Mach tarafından ortaya atılan ve Nobel ödüllü Richard Feynman tarafından popüler hale getirilen "ters sprinkler" sorusu nispeten basittir; bir su tankına S şeklinde bir sprinkler koyarsanız ve sprinkler suyu hangi yönde emerse, dönecek mi ve neden?

Ancak işlerin zorlaştığı yer burası. Bir taraf kararlı bir şekilde emme kuvvetinin memeyi saat yönünün tersine çekeceğini öne sürerken, diğerleri içeri akan suyun memenin iç kısmına çarparak onu saat yönünde zorlayacağını ileri sürüyor.

Feynman 1985 tarihli otobiyografik kitabında Şaka Yapıyorsunuz Bay Feynman'da "Cevap ilk bakışta son derece açık" diye yazmıştı. "Sorun şuydu ki, bir kişi bunun tamamen açık olduğunu düşünürken, başka bir kişi bunun tamamen açık olduğunu düşünecekti."

141 yıllık bu sorunu nihayet çözmek için New York Üniversitesi'nden (NYU) bilim adamları, suyu kontrol edilebilir oranlarda iten ve emen özel yağmurlama cihazları yarattılar. NYU basın açıklamasına göre, yeni bir tür ultra düşük sürtünmeli döner yatakla tamamlanan sprinkler sistemleri, araştırmacıların sprinklerin dışında ve içinde neler olup bittiğini gözlemleyebilmesi için inşa edildi. Ters sprinklerin akışkan dinamiğini çalışırken yakalamak için ekip ayrıca su akışının lazerler aracılığıyla aydınlatılmasına yardımcı olacak boyalar ve mikropartiküller de ekledi. Sonuçlar Ocak ayında Physics Review Letters dergisinde yayınlandı.

Fıskiye suyu emerken, NYU bilim adamları bunun fıskiyeyi saat yönünün tersine çok yavaş bir şekilde döndüren bir tür "içten dışa roket" yarattığını keşfettiler.

Sprinkler amaçlandığı gibi çalıştığında (diğer bir deyişle su püskürtmek), etkili bir şekilde mini bir roket gibi hareket eder ve su, sprinkleri döndüren itici gaz görevi görür. Ancak ters yönde akarken bu jetler sprinkler haznesinin içinde buluşur ancak sprinklerin kavisli kollarının neden olduğu akış nedeniyle kafa kafaya çarpışmazlar. Bu hafif yanlış hizalama, sprinklerin normal çalıştığı duruma göre yaklaşık 50 kat daha yavaş, geriye doğru yavaşça dönmesine neden olur.

NYU doçenti ve kıdemli yazar Leif Ristroph bir basın bülteninde, "Çalışmamız, hassas laboratuvar deneylerini ters sprinklerin nasıl çalıştığını açıklayan matematiksel modellemeyle birleştirerek sorunu çözüyor" dedi. "Ters fıskiyenin, suyu alırken olduğu gibi dışarı çıkarırken de 'ters' veya ters yönde döndüğünü bulduk ve bunun nedeninin incelikli ve şaşırtıcı olduğunu gördük."

Ristroph ve ekibi, 141 yıllık bu sorunu sırf gülmek için üstlenmedi. Ristroph, bu akışkan dinamikleri anlamanın, "atmosferimizdeki rüzgarın yanı sıra okyanuslarımız ve nehirlerimizdeki dalgalar ve akıntılar" gibi etrafımızda dolaşan sürdürülebilir enerji kaynaklarını daha iyi anlamamıza yardımcı olabileceğini söyledi.

Kaynak: Popular Mechanics