Krep veya tortilla gibi esnek bir malzemeyi katladığınızda davranışı yerçekimi ve esneklik arasındaki rekabete bağlıdır.
Bir krepi kaç kez katlayabileceğinizin bir sınırı vardır
Esnek ve muhtemelen lezzetli bir malzemeden yapılmış bir diski yavaşça katlarsanız, onun katlanmış kalmasını sağlayan şey nedir? Peki kavga edip geri dönmeden önce onu kaç kez katlayabilirsiniz?
Krepin anavatanı olan Fransa’dan bir fizikçi bunu bulmaya karar verdi. Sadece bir sayının bilmeniz gereken her şeyi söylediğini keşfetti.
New York, Ithaca’daki Cornell Üniversitesi’nden Tom Marzin, bu ince krepin özellikle popüler olduğu memleketi Fransa’nın Brittany bölgesinde tatildeyken krep katlamayı merak etti. Sadece bir ucunu katlamak onun geriye doğru dönmesine neden olur, ancak daha büyük bir katlama söz konusu olduğunda sürtünme ve yerçekimi onu hareketsiz tutmak için bir araya gelir. Bu davranışı hangi kurallar yönetebilir?
Marzin bunu bir araştırma projesine dönüştürdü ve sonuçlarını 20 Mart’ta Denver, Colorado’daki Amerikan Fizik Derneği toplantısında sunacak.
Onun çalışması, bazı fizikçilerin üzerinde çalıştığı ve kalıcı olan origami benzeri kıvrımlardan farklı. Marzin, “Burada uğraştığımız şey benim yumuşak veya pürüzsüz katlama dediğim şey. Ve bu sadece yer çekimi ile esneklik arasındaki bir rekabet” diyor.
Bu rekabeti gözlemlemenin bir yolu, krepin bir kısmını masanın üstüne yapıştırıp diğer ucunu kenardan sarkıtıp ne kadar sarktığını ölçmektir. Marzin, cevabın, malzemenin yoğunluğunu, sertliğini ve yerçekimi kuvvetini birleştiren elasto-yerçekimi uzunluğu adı verilen bir sayıyla tahmin edilebileceğini buldu. Bu sayının esnek malzemelerin diğer durumlardaki davranışını da belirleyeceğinden şüpheleniyordu ve bilgisayar modelinde durumun böyle olduğu ortaya çıktı.
Gerçek dünyadaki simülasyonlarını kontrol etmek için Marzin, plastik diskler, mağazadan satın alınan tortillalar ve tabii ki kreplerle deneyler yaptı. İkincisini kendisi yapmaya başladı ama bilimsel olarak amaca uygun değillerdi.
“Kalınlığını iyi kontrol edemedim” diyor. “Bunun üzerine annemden deneyleri Fransa’da yapmasını istedim. Ondan kumpasları, cetvelleri ve bir sürü krepi ticari bir markadan almasını istedim. Bunlar muhtemelen bir makine tarafından yapılmıştı, bu da iyi bir eşit kalınlık garanti ediyordu. Ve o da bunu gerçekten doğru bir şekilde yaptı.”
Marzin’in deneyleri krep katlamanın tüm yönlerinin elasto-yerçekimi uzunluğuna bağlı olduğunu doğruladı. Örneğin, katlanan bir sayfanın alanının ne kadarının döngü yapılan kısma gireceğini yönetir. Bu, başka bir katlama için yeterli düz alanın kalıp kalmayacağını belirler.
Denklemleri, 26 santimetre çapında ve 0,9 milimetre kalınlığındaki bir krepin dört kata kadar katlanabileceğini, oysa aynı boyuttaki 1,5 mm kalınlığındaki ve 3,4 kat daha büyük elasto-yerçekimi uzunluğuna sahip bir tortillanın yalnızca iki katlamaya izin vereceğini doğru bir şekilde tahmin ediyor. Marzin, “Bu uzunluk, alttaki tüm fiziği yansıtıyor” diyor.
