fizik

Y. Müh. M .Sami Potatöz

Canlıların hayat fonksiyonları yerine getirilirken, belli fizikî prensip ve mekanizmalar tatbik edilmektedir. Tabiata konulan bu prensiplerden birini keşfeden birisi, bu prensibe kendi ismini vermekte ve bu nam ile meşhur olmaktadır. Esasen daha Önemli olan, canlıların bu fizikî prensiplere göre yaratılmış olmaları ve böylece milyonlarca yıldan beri içinde bulundukları vasata uygun bir hayat sürdürmeleridir.

Bu ilk tatbikçilere geçmeden önce, kısaca Bernoulli Prensibi üzerinde duralım: Aralarında biraz mesafe olacak şekilde asılmış iki balonun arasından bir hava akımı geçirdiğinizde, balonların birbirine doğru hareket ettiğini göreceksiniz. Bunun sebebi, akımın olduğu bölgede basıncın düşmesidir. Bernoulli prensibine göre bir akışkanın (gaz veya sıvı) hızı arttığı takdirde, o noktadaki basınç düşecek, azaldığında ise basınç artacaktır.

Etrafından bir akışkanın geçtiği şekil-1'deki bir cismi ele alalım. Bu cisme etki eden basıncın miktarını anlamak için bir basınç katsayısı tanımlanmıştır. Bu katsayının cismin ön tarafında en yüksek olduğu, şekil-1'de kolayca farkedilmektedir.

Şimdi Bernoulli prensibi uygulayan canlılardan bazılarını inceleyelim:

1. Hızlı Yüzen Balıklar:

Akımın meydana getirdiği basınç farklılıkları balıklar İçin hayati ehemmiyet arzeder. Balığın vücudu ve bu vücudun değişik yerlerindeki basınç farklılıkları şekil-2'de gösterilmiştir. Basınç, balığın ağız kısmında en yüksek değerdedir. Böylece, ağzını açtığında suyun dolması çok kolaylaşır. Solungaçların olduğu kısım ise basıncının en düşük olduğu yerdir. Bu sayede minimum enerji kullanarak ağzından aldığı suyu solungaçlarından geçirerek oksijen ihtiyacını karşılar. 0.8 metre/saniyelik hıza ulaştığında, artık suyu solungaçlarından dışarı atmak için solungaç kapaklarını pompa gibi çalıştırmasına gerek kalmamaktadır. Balığın kalbi, vücudunda, su içinde hareket etmesiyle en düşük basıncın meydana geldiği göğüs kısmına yerleştirilmiştir. Bu sebeple kalbin pompalama hacmi artmakta, kalbe fazla yük binmemektedir. Balıklar, artan oksijen ihtiyacına memelilerin aksine, artan kan pompalama hacmi ile karşılık verdiği için, bu yardım onlara büyük fayda sağlamaktadır. Memelilerde ise, artan oksijen ihtiyacı ancak kalb atışlarının hızlandırılması ile karşılanabilir; çünkü kalb pompalama hacmi sabittir. Bu arada balığın kalbinin ön ve arkasındaki çıkan ve giren damarlarda mevcut basınç farkı, kanın vücuttaki dolaşımından sonra kalbe dönmesine yardımcı olmaktadır. Balığın üzerinde meydana gelen su akımı böylece hızlı hareket esnasında hem teneffüs hem de dolaşım sistemlerinin verimliliğini artırmaktadır. Görülüyor ki, balığın teneffüs ve kan dolaşım sistemi, içinde yaşadığı çevre şartlarına en uygun şekilde düzenlenmiştir.

Akımın meydana getirdiği basınç farklılıklarının daha başka rolleri de vardır. Balığın gözleri şekil-2'de de görülebileceği gibi. Öyle bir noktaya yerleştirilmiştir ki, bu nokta akıştan dolayı meydana gelen basınç farklılıklarından etkilenmemektedir. Bu da balıkta meydana gelebilecek görüş bozukluklarına mâni olmaktadır.

2. Midyeler:

Midyeler, çok basit yapılı hayvanlar olmalarına rağmen (diğer canlılarla karşılaştırıldığında) "etki—tepki" prensibini çok güzel uygulamaktadır. Herhangi bir tehlike anında, açık olan kabuklarını kapatarak içeri dolan suyu mafsalın yanındaki boşluklardan hızla dışarı püskürtür ve bu sayede zıt yönde ilerler. Birkaç saniye boyunca saniyede üç defa bu işlemi tekrar ederek suda kesik kesik ilerler ve sonunda daha emin bir yere iniş yapar. Bu hareketleri "etki—tepki" prensibi yanında Bernoulli prensibi ile de yakından alâkalıdır. Çünkü, hareket halinde iken yüksek basınç kabuğun tam açıldığı uç tarafta olur. Kabuğun aralanması ile birlikte, su daha kolay olarak İçeri dolar. Kabukların en şişkin olduğu kısımda akım fazla olduğu için basınç düşüktür ve kabukların bu istikamete açılması da kolaylaşmış olur.

3. Batı Afrika Böceği:

Bu böceklerin yetişkinleri, çalkantılı akıntıların hemen altındaki kayaların üzerinde toplanırlar. Bütün böcekler akıntıya karşı dururlar ve ön ayaklarından karnının ucuna kadar uzanmış büyük bir hava kabarcığını taşırlar. (Şekil 3). Böcek bu hava kabarcığı ile birlikte derine de dalabilir. Geçici teneffüs için adeta bir oksijen tüpü olarak kullanılan bu hava kabarcıkları (eğer akıntı yeterince hızlı ise) süresiz tutulabilmektedir. Suyun hareketinin engellendiği durumlarda, kabarcıklar küçülür ve böcekler boğulabilir. Böceğin, akıntı hızı yüksek suları tercih etmesi sebebi ile kabarcık negatif basınca maruz kalmakta ve bozulmadan kalabilmektedir. Oksijen tüpü ile su altına dalma 20.yy'a ait bir buluş olduğuna göre, bu böceğin bunu milyonlarca yıl Önce keşfetmesi, hem de bu keşfinde fizik prensiblerini çok iyi kullanması onun ne büyük bir dahi(!) olduğunu açıkça gösterir.

Yukarıda verdiğimiz birkaç misâlden, bu prensibin tabiatta ne derece yaygın olduğunu anlamak zor değil. Acaba insan eliyle yapılan âletlerde bu prensib nasıl kullanılmaktadır? Uçaklarda hız göstergeleri için kullanılan pitot tüpleri, karbüratörlerdeki venturi âletleri, uçak gövdesinin bu prensibe göre dizaynı teknolojideki bazı uygulamalardır.

Yorumlar (0)

Bu icerige ait yorumlari masaustune alabilirsiniz

Yorum Yazin

Adiniz

Email

Baslik

Yorum

eksi not | arti not

Bu yoruma abone ol (Sadece kayitli kullanicilar icin)

Okudum ve kabul ediyorum Yorum gonderim kurallari.

Lutfen resimdeki guvenlik kodunu girin

Yorum Ekleyin