Öncelikle herkese iyi günler dilerim. Bugün sizlere hakkında oldukça soru sorulan ve alınan cevaplara karşılık kafaların karışmasına sebep olan bir sorudan ve onun cevabından bahsedeceğim. Konunun gerçeklerinden bahsetmeden önce, genelde soruya hangi cevabın verildiğini ve bu cevabın doğru olup olmadığını açıklığa kavuşturacağım. Bu soruyu bir mühendis olarak bende sordum ve üniversitemde bir cevap buldum. Daha sonraki süreçlerde bu soruyu başka bilim meraklılarının da sorduğunu fakat kafalarda hep şüphelerin kaldığını fark ettim. Haydi başlayalım:
Bu soruya verilen en yaygın cevap şudur: Hava molekülleri kendisi ile aynı yoğunlukta olan diğer moleküller arasında düz bir yol almaya meyillidir. Düz bir çizgide ilerleyen hava akımı kanadın A noktasına geldiğinde ikiye ayrılır.
Eğer şekil dikkatle incelenirse, kanat tasarımının üst tarafı bombeli olacak şekilde planlandığı görülür. Yukarıdaki hava molekülleri eğrisel bir yolu takip ederken, aşağıdaki moleküller düz bir yoldan direkt olarak B noktasına ulaşacaklardır. Bu durumda üst tarafta kalan moleküller, alt tarafta kalan moleküller ile aynı zamanda B noktasına ulaşabilmek için, daha hızlı olmalıdırlar. Sonuç? Sonuç, üst taraftaki hava molekülleri daha hızlıdır ve basıncı daha düşüktür(Akışkanların hızı arttıkça, basınçları düşer). Alttaki basınç yüksek, üstteki basınç alçak olduğundan aşağıdan yukarıya bir kaldırma kuvveti oluşur ve uçak uçar.
İlginizi çekebilir: uçaklar nasıl uçar
Evet, genel olarak bir çok kişinin bu cevabı bir yerlerde okuduğuna veya okullarda duyduğuna eminim. Fakat işin gerçeği böyle midir? Eğer yabancı kaynakları araştırırsanız ve makale okursanız göreceksiniz ki, gerçek işleyiş böyle değildir. Şimdi gelelim gerçek cevaba:
Arkadaşlar, A noktasına gelen hava akımının alt ve üst tarafa gitmek üzere ikiye ayrıldığı doğrudur.
Üst tarafta kalan yolun, alt tarafta kalan yola oranla daha uzun olduğu da doğrudur. Fakat üstteki moleküller, alttaki moleküllere yetişmek gibi bir gayret içerisinde değillerdir, zira onların böyle bir bilinci de yoktur. B noktasına aynı anda varmak zorunda olmadıklarından dolayı, üstteki hava akımı daha hızlıdır demek doğru değildir. Evet, üstteki hava akımı daha hızlıdır ama neden? Sebebi şudur:
Bu resimde açıkça görüyoruz ki düz bir yol almaya meyilli olan hava molekülleri kanadın üst yüzeyine geldiklerinde, kendileri için gidilebilecek boş bir alan daha bulurlar. Kırmızı ile çizilmiş bu boş alan, kanadın tasarımı ile ilgilidir. Normalde düz bir yol alacak olan hava akımı, bu boşluğa da yayılır ve haliyle siz aynı sayıda molekülü, daha geniş bir alana yaymış olursunuz. Peki bunun fizikte anlamı nedir? Tabii ki “Basınç Düşüşü!”. Üst yüzeyde bu sebeple, aşağı yüzeye göre basınç düşer. Çünkü aynı açıklama alt yüzey içinde geçerlidir.
Düz bir yol almak isteyen hava akımı, kendisini sürekli kanadın altına çarparken bulur. Bunun sebebi kanadın aşağıya doğru kavis alıyor olmasıdır. Bu sebeple de alt yüzeyde basınç artar. Akışkanların yüksek basınçtan, alçak basınca akmak istedikleri gerçeğini hatırladığımızda anlıyoruz ki, aşağıdan yukarıya bir kaldırma kuvveti oluşur ve bu da uçağı uçuran kuvvettir.
Bernoulli Denklemini hatırlamakta fayda görüyorum:
Denklem bize, hız ile basıncın ters orantılı olduğunu söyler. Bu denkleme bakarak çıkarabileceğimiz bir diğer sonuçta şudur; uçaklar uçabilmek için belirli bir hıza erişmiş olmalıdır. Çünkü ne kadar hızlı olursak, üst yüzeydeki basıncı o kadar düşürebiliriz ve bu da kaldırma kuvvetinin sürekli artmasına sebep olur. En nihayetinde de kaldırma kuvveti, uçağın ağırlığından büyük bir noktaya ulaşır ve uçak uçmaya başlar.