Neden Yumurtayı Uç Kısımlarından Bastırdığımızda Kıramayız?
Yumurtayı uç kısımlarından ne kadar bastırırsak bastıralım kıramayız. Fakat ortasından kolayca kırabiliriz. Peki neden?
malerapaso/iStock.com
Kırılma gerilim altında meydana gelir. Yani bir şeyi yeterince sert çektiğinizde gerilim sonucu yırtılma gerçekleşir. Örneğin basit bir kiriş alın, uçlarından destekleyin ve ortasına bir şey asın.
Çizim: Umut Aybek
Bu düzeneğin ortasına asılan yük ağırlığı sebebiyle aşağı yönde, uçlardaki destekler ise yukarı yönde kuvvetler uygular. Kiriş de bu kuvvetlere tepki verir.
Gif: Umut Aybek
Gerilme
Kirişin kırılmaması için alt kısmındaki gerilme ve üst kısmındaki sıkışma kuvvetlerinin, ağırlık ve desteklerin uyguladığı kuvvetleri dengeleyebilmesi gerekir.
Gif: Umut Aybek
Sıkışma
Ağırlık ne kadar büyükse ve destek noktaları ne kadar uzaksa gerekli gerilme ve sıkışma kuvvetleri de o kadar büyüktür. Malzeme kendisine etki eden kuvvetlere yeteri kadar tepki vermeyi başaramadığında kırılma gerçekleşir.
Şimdi ise yay şeklindeki bir düzenek kurun. Bu düzeneğin bir öncekinden temel farkı eğimli yapısıdır.
Çizim: Umut Aybek
Yay şeklindeki bir düzeneğin ortasına asılan yük yine ağırlığı nedeniyle aşağı yönde bir kuvvet uygular. Ancak yayın eğri şeklinden dolayı bu ağırlık yay boyunca daha eşit şekilde dağılır.
Çizim: Umut Aybek
Ağırlık yay boyunca daha eşit bir şekilde dağılır.
Ayrıca taşıyıcı destekler sadece dikey yönde değil, yatay yönde de düzeneğe kuvvet uygular.
Çizim: Umut Aybek
Hem ağırlığın daha eşit bir biçimde dağılması hem de desteklerin uyguladığı yatay yönlü kuvvetler, malzemenin kırılmadan kalabilmesi için gerekli gerilme ve sıkışma kuvvetlerinin daha küçük olabilmesine imkân verir. Bu durum düzeneğin üzerine etki eden kuvvetlere karşı daha dayanıklı olmasını sağlar.
Çizim: Umut Aybek
Bir yumurtayı ortasından kırmanın çok kolay, uçlarından kırmanınsa çok zor olmasının nedeni orta ve uç kısımların farklı eğimlere sahip olmasıdır. Yumurtanın orta kısımları daha düz, uç kısımlarıysa daha eğimlidir. Orta kısımlar, yukarıdaki düz kiriş örneğinde olduğu gibi, üzerlerine uygulanan kuvvetlere karşı daha dayanıksız; uç kısımları ise, yukarıdaki yay örneğinde olduğu gibi, üzerlerine uygulanan kuvvetlere karşı daha dayanıklıdır. Dolayısıyla bir yumurtayı uç kısımlarından bastırarak kırabilmek orta kısımlarına bastırarak kırabilmeye kıyasla çok daha fazla kuvvet gerektirir. Eğer bir yumurtayı her iki kutbundan parmaklarınızın arasında tutar ve mümkün olduğu kadar sert bir şekilde sıkarsanız, onu kırmaya yetecek kadar kuvvet uygulayabilmeniz son derece düşük bir ihtimaldir.
Kaynaklar:
