Fizik Seni Uçurur!

M. Tuna PesenYazar Fizik yasaları kağıt üstünde kimilerine sıkıcı gelebilir.

Fizik Seni Uçurur!
Bu içerik 746 kez okundu.
M. Tuna Pesen
Yazar
Fizik yasaları kağıt üstünde kimilerine sıkıcı gelebilir. Fakat fiziği kurallarına göre oynarsanız işte o denklemler sizi uçurur! Öyleyse nedir bizi uçuran fizik yasaları?

Öncelikle uçağa etki eden 4 temel kuvvetten bahsedelim. Bunlar: ağırlık, itme, direnç ve kaldırma kuvvetleridir. Ağırlık, uçağın kütlesi ve yer çekiminden dolayı oluşan kuvvettir. İtme ise motor gücüyle meydana gelir. Havanın, uçak hareketine karşı koyması da  direnci oluşturur. Kaldırma kuvveti ise kanatlar sayesinde oluşur, bunu ilerleyen bölümde daha detaylı göreceğiz.

-1-

Uçağın dikey hareketi “ağırlık” ve “kaldırma” kuvvetleri ile sağlanır. Örneğin kaldırma > ağırlık olduğu durumda uçak yukarı doğru yükselirken, kaldırma direnç iken uçak ileri doğru hareket eder. Zıt kuvvetlerin birbirine eşit olduğu durumda yani, kaldırma=ağırlık ve direnç=itme iken, uçağa etki eden net kuvvet sıfır olur. Newton ’un 1. yasasına göre bir cisme  etki eden net kuvvet sıfır ise, cisim hareketine sabit hızla devam eder . Öyleyse uçağa etki eden net kuvvetin sıfır olduğu bu durumda uçak sabit yükseklikte ve sabit hızda uçar.

Aşağıdaki fotoğrafta da görüldüğü gibi uçağa güç verdiğimizde  motordan arkaya doğru bir ateşleme çıkar. Newton ’un 3. yasasına göre her etkiye karşı, eşit ve zıt büyüklükte bir tepki vardır. Motordan arkaya doğru çıkan ateşlemeye “etki” dersek, “tepki” olarak  uçak ileri doğru hareket etmeye başlar. Böylelikle “itme”  meydana gelir.

 -2-

“Nasıl oluyor da havadan ağır, demirden yapılmış uçaklar uçabiliyor? “ sorusunu çoğumuz sormuşuzdur. İşte tam da burada kaldırma kuvvetinin oluşmasını sağlayan uçak kanadının özel şekli devreye giriyor. Uçak kanadının kesiti bir su damlasına benzediği için damla kanat profili (airfoil) olarak adlandırılır. Kanat profilinin bu özel şekli dünyanın en iyi pilotları olan kuşların kanadında binlerce yıldan beri zaten var. Anlaşılan doğa, uçmanın fiziğini bizden çok daha önce çözmüş !

-3-   Damla kanat profili

-4-

Kanat profili sayesinde, kanadın üzerinden geçen hava molekülleri, altından  geçen hava moleküllerine göre daha hızlı hareket eder. Bernoulli yasasına göre hız arttıkça basınç azalır. Bu sayede kanadın üzerinde, altına göre alçak basınç oluşur. Meydana gelen bu basınç farkı uçağa kaldırma sağlayan etkilerden biridir.

Uçağa kaldırma sağlayan bir diğer fizik kanunu ise Newton ’un etki-tepki yasasıdır. Resimde görüldüğü gibi kanat profilinin üzeri bombelidir. Bu sayede kanat, üzerinden geçen havayı bükerek kanattan aşağı doğru iter, buna “etki” diyebiliriz. “Tepki” olarak ise hava, uçak kanadını yukarı doğru iter ve uçağa kaldırma kuvveti sağlar.

Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü hücum açısı ile değiştirilebilir. Hücum açısı, kanat profilinin rüzgar akımına göre açısına denir. Aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi  maximum kaldırma, hücum açısı 15º iken olur. 25º ve yukarısı ise uçağın artık havada tutunamamasına neden olur, buna “stall” denir. Bu limitler kanadın özelliklerine göre farklılık gösterebilir.

-5-

Aşağıdaki videoda  Bernoulli yasasını, hücum açısınının etkilerini ve stall durumunu rüzgar tüneli içersine konulmuş bir kanat profili üstünde izleyebilirsiniz.

Görseller
Kapak görseli: Türk Yıldızları
1 Solotürk
2 Solotürk -https://www.instagram.com/p/7o6I17nuNz/
4 https://askabiologist.asu.edu/how-do-birds-fly
5 http://www.spacesafetymagazine.com/aerospace-engineering/spacecraft-design/what-is-a-stall/

İleri Okuma
1 http://www.mpoweruk.com/flight_theory.htm
2 http://www.allstar.fiu.edu/aero/airflylvl3.htm

, Fizik Seni Uçurur! www.trakyahaber.net farkıyla sizlerle.
kadıköy barış manço kültür merkezi mühendis beyinler evrimağacı bilimfili gerçek bilim
Sende Yorumla...
Kalan karakter sayısı : 500
İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR X
Sabah Namazı Buluşmalarında Süt Ve Simit İkramı
Sabah Namazı Buluşmalarında Süt Ve Simit İkramı
İstanbul’da Yağan Kar, Edirne’de Pazarı Vurdu
İstanbul’da Yağan Kar, Edirne’de Pazarı Vurdu
26793