Mesela neden her köpük istisnasız yuvarlak bir şekilde çıkıyor, farklı bir şekilde düşünemiyoruz bile?
Bu olayın, kafa karıştırıcı gibi görünse de basit bir açıklaması var. Biraz fizik bilgimizi konuşturmamız gerekecek! Hazırsanız, başlayalım.
Bu durumu en temelinden anlatmamız gerekeceği için su moleküllerinden söz etmeden olmaz. Normalde su molekülleri, sıvının her tarafında eşit çekim kuvvetleriyle dengeleniyor. Ancak sıvının yüzeyinde bulunan moleküller, üstlerinde başka moleküller olmadığı için yalnızca altta ve yanlarda çekim kuvvetlerine maruz kalıyor. Bu durum, yüzeyde bir gerilim oluştururken sıvı yüzeyinin mümkün olduğunca küçülmesine neden oluyor.
Sabunlu bir suyun yüzey gerilimi, saf bir sudan daha düşüktür ama yine de yüzeyi küçültme eğilimine sahiptir. Dolayısıyla serbest bir şekilde oluşan köpükler, en küçük yüzey alanına sahip olan yuvarlak şekli alır.
Köpüklerin şeklinin neden yuvarlak olduğunu anlamak için iki önemli fiziksel faktöre bakmalıyız. Bunlardan birisi basınç dengesi, diğeri ise minimum yüzey alanı ilkesi.
Basınç dengesine baktığımızda, köpüğün içinde bir miktar hava olduğunu görürüz. Dış ortam ve köpüğün içindeki hava arasında bir basınç farkı bulunuyor. Yuvarlak bir şekilde olması, bu basınç farkını her yöne eşit şekilde dağıtabilen en ideal şekil olarak kabul ediliyor.
Eğer farklı bir şekil alsaydı, bazı bölgelerde daha fazla gerilim olacağı için köpüğün çökmesine yol açabilirdi.
Doğada birçok sistem, enerjisini en aza indirgemeye çalışıyor. Sabun köpükleri de yüzey gerilimi sayesinde en az yüzey alanına sahip şekle dönüşüyor. Yuvarlak şekil, belirli bir hacmi en küçük yüzey alanı ile kaplayan geometrik bir şekildir.
Daha büyük yüzey alanına sahip şekiller, daha fazla enerji gerektirdiği gibi kararsız bir hâle gelir. Bu yüzden serbest şekilde uçuşan sabun köpüğü, hep yuvarlak şekilde olur.
Birden fazla köpüğün bir araya gelerek farklı şekiller oluşturduğuna şahit olsak da tek başına bir köpük, hiçbir zaman yuvarlak dışında bir şekle sahip olamaz.
Yorumlar (0)