Sabun Baloncuğu ile Üç Boyutlu Şekiller Yapalım

Bilmekte Fayda Var!

Sabun baloncuğu ile oynamak birçoğumuz için hayli eğlencelidir. Örneğin halka şeklindeki bir cismi sabunlu suyun içerisine daldırıp çıkardıktan sonra üflediğimizde uçuşmaya başlayan baloncukları keyifle seyrederiz. Peki, sabun baloncuğu yapmak için kullandığımız telden halkayı eğsek, büksek ya da uzatsak oluşan sabun baloncuklarının şekli nasıl değişirdi?

Belçikalı bilim insanı Joseph Plateau, 1800’lü yıllarda sabun baloncukları ile ilgili çalışmalar yapmış ve baloncukların oluşturduğu şekillerin geometrik özelliklerini açıklayabilmek için Plateau kanunları olarak bilinen bazı sonuçlara ulaşmıştı. Bu sonuçlar sabun baloncuklarının şeklinin, verilen bir hacim için en küçük yüzey alanına sahip şekiller olduğunu gösteriyordu. Bu, matematikte minimal yüzeyler olarak isimlendiriliyor.

Bilim insanları yüzyıllardır sabun baloncukları ile deneyler yapıyor, matematik kuramları geliştiriyor, elde ettikleri kuramsal bilgileri günlük hayata aktarıyorlar. Peki, neden sabun baloncukları bu kadar önemli? Çünkü sabun baloncuklarının aldıkları şekiller sayesinde günlük hayatta karşılaştığımız birçok probleme çözüm bulmak mümkün.

Ünlü mimar Frei Otto’nun EXPO 1967 için tasarladığı Alman Büyük Çadırı bir minimal yüzey uygulamasıdır.

Deneyler köşesinin bu projesinde farklı biçimlere sahip cisimleri kullanarak sabun baloncuklarının oluşturduğu farklı şekilleri inceliyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

• 3 adet pipet
• 3 adet şönil
• Sıvı sabun ya da sıvı bulaşık deterjanı
• Su
• Gliserin
• Büyük bir kap (sabunlu su karışımı için)
• Makas

Ne Yapıyoruz?

Her bir pipeti dört eşit parçaya bölelim.

Daha sonra şönili bu pipet parçalarının içinden geçirelim.

Pipet parçalarından bir kare oluşturalım.

Şönilin ucuna üç pipet parçası daha takalım ve ikinci bir kare daha oluşturalım.

Şönilin ucuna iki pipet parçası daha takalım ve küpün üçüncü yüzünü oluşturalım.

Şönile iki pipet parçası daha ekleyip küpün dördüncü yüzünü oluşturalım.

Son olarak şönile bir pipet parçası daha takalım ve küpü tamamlayalım.

Biz pipet parçalarından aynı şekilde üçgen prizma da oluşturduk. Siz de bu yöntemi kullanarak farklı üç boyutlu geometrik şekiller oluşturabilirsiniz.

Su, gliserin ve sıvı sabunu karıştıralım. Üç boyutlu geometrik şekilleri hazırladığımız sabunlu suya batıralım ve geometrik şekillerin içinde oluşan baloncukları inceleyelim.

Ne Oldu?

Etkinliğimizde pipet ve şönilden küp ve üçgen prizma oluşturduk.

Ardından bu üç boyutlu cisimlerde oluşan sabun baloncuklarının farklı şekillere sahip olduğunu gördük.

Sabun baloncukları belirli bir hacimde en az yüzey alanına sahip şekillerdir. Bu nedenle sabun baloncuklarından oluşan alanlara "minimal yüzeyler" denir. Geometrik şekilleri arka arkaya sabunlu çözeltiye batırdığımızda baloncukların farklı şekiller aldığını gözlemleyebiliriz. Bu durumun nedeni, baloncukların minimum yüzey alanı oluşturmasının birden fazla yolu olmasıdır.

Kaynaklar:

• Özsöylev, H. N., “Sabun Baloncuklarıyla Deneysel Matematik”, Bilim ve Teknik, Sayı: 367, s. 44-48, 1998.
• https://www.exploratorium.edu/snacks/soap-bubble-shapes
•  https://littlebinsforlittlehands.com/bubble-shapes/
• https://www.soapbubble.dk/en/articles/former

Yazar Hakkında: