Arama:

Etiket Bulutu







‘hava’

Suyun içinde duyduğumuz sesin hangi yönden geldiğini neden anlayamayız?

02.12.2012



Sualtı sanılanın aksine sesiz bir dünya değil. Su üzerinde duyulamayan birçok ses sualtında duyulabilir. İnsanlar sesin yönünü, ses dalgalarının iki kulak arasında ardışması sonucu belirleyebilirler. Yani, ses dalgasının kulak zarlarına farklı şiddette ve zamanda vurmasıyla yön belirleyebilirler. Ses dalgası, bir kulaktan diğerine ulaşıncaya kadar geçen süre beyin tarafından algılanır. İki kulak arasındaki mesafe, havadaki sesin yönünü belirlemek için yeterliyken, sualtında yeterli değildir. Su havadan çok daha yoğun olduğundan, sesi çok daha iyi iletir. Sesin hızıysa yayılma ortamına bağlı. Örneğin 0°C havada ses 331 m/s hızda yayılır. Her 1°C’lik sıcaklık artışında ses hızı 0.6 m/s artar. 15°C sıcaklıktaki bir suda ses hızı 1410 m/s’dir. Aynı sıcaklıktaki deniz suyunda bu hız 1550 m/s’dir. Tüm bunların sonucunda sesin hızının suda havaya oranla 4 kat daha hızlı yayıldığı söylenebilir. Bu hızlı yayılım dalgıçların çok küçük frekanslı sesleri bile çok uzaklardan duyabilmelerini sağlar. Ancak, çok hızlı ses dalgası sualtındayken, beyin tarafından aynı anda ve şiddette hissedildiğinden, ses her yönden geliyormuş gibi algılanır.

Nasıl su yüzeyinde kalabiliyoruz?

26.04.2011

yuzmek1

Bir cismin suyun üstünde kalabilmesi için sudan hafif olması gerekir. Ancak 120 kiloluk bir insanın suda çok rahat sırt üstü yattığını, çok zayıf bir kişinin ise suyun üstünde kalabilmek için debelendiğini çok kez görmüşsünüzdür. Burada önemli olan ağırlık değil yoğunluktur. Yani cismin hacim olarak bir santimetreküpünün veya bir litresinin ağırlığıdır.
İki konuyu birbirinden ayırt etmek lazımdır. Yüzme bilmek insanın suda bir noktadan diğerine bir şekilde gidebilmesidir ki, bunu insanın karadaki yürümesine veya koşmasına benzetebiliriz. Suyun üstünde kalmak ise karada ayakta durmak gibidir. Doğuştan bu yetenek bize verilmiştir. Suyun yoğunluğu, yani bir litresinin ağırlığı 1 kilogram olduğundan sadece 1,00 olarak gösterilir. Kemiklerimizin yoğunluğu 1.80, adalelerimizin 1.05, vücudumuzdaki yağların 0.94, ciğerlerimizdeki havanın ise 0.00’dır. Bu yoğunlukların vücudumuzdaki miktarlarına göre ortalaması alınınca, ortalama bir insanın vücudunun yoğunluğunun sudan biraz az olduğu görülür. Yani istesek bile suyun dibinde kalamayız, su bizi yukarı iter.
Bu sadece insanlar için geçerli değildir. Memeli hayvanların, koyunlar da dahil olmak üzere çoğunluğu suyun üstünde kalabilir. İnsanlarda çok adaleli olanlarla, bir deri bir kemik olanların yoğunlukları daha yüksektir ve suyun üstünde kalmaları pek rahat değildir. Kadınların vücutlarında erkeklere oranla daha çok yağ bulunduğundan, yoğunlukları nispeten azdır ve su onları daha rahat taşır.
Yüzme sporu yapanlarda ise durum farklıdır. Özellikle erkeklerin uzun boylu ve ince olmaları gerekir. Bu yapıda olanların vücutlarının yoğunlukları ortalama insandan daha fazladır ama onlar için önemli olan, suyu geri çekerek ileri hareketi sağlayacak olan kas gücü ve suya en az direnci gösterecek vücut yapısıdır.
Tuzlu su, tatlı sudan biraz daha yoğundur. Bu yüzden denizde yüzmek, tatlı su dolu bir havuzda yüzmekten daha rahattır ve tuzlu suda daha hızlı yüzülebilir. Bütün diğer kara sporlarının aksine, yüzmede kadınların performansı erkeklere çok yakındır. Şüphesiz bunun nedeni ise kadınların erkeklere göre yoğunluklarının daha az olması ve böylece suyun onlara sağladığı kolaylıktır.
Bazı ülkelerde kadınlara havuzda, suyun içinde doğum yaptırıldığını medyada izlemişsinizdir. Doğan bebekler sağlıklı olarak suyun üzerine gelebilmekte, daha sonraki gelişmelerinde, suyun altında çok rahat hareket edebilmektedirler. Çünkü bebekler, ana rahminde su içindedirler. Suyun içinde olmak onlar için değişik değil, zaten alışık oldukları bir ortamdır.

Rüzgar Değirmenleri nasıl çalışır?

21.09.2010

ruzgarturbini4

Hava bir akışkan olarak sıvılardan farklı olarak daha çabuk hareket eder ve bulunduğu ortamın her yerini kaplar. Havanın hızlı yerdeğiştirmesi ile içindeki parçacıkların hareketi de hızlı olur. Havanın bu özelliğini kinetik enerjiye dönüştürme işlemine Rüzgar Enerjisi adı verilir.

Aynı mantıkla su gibi sıvı maddelerin yer değiştirme özelliğini kullanarak enerji elde etmeye de hidro elektrik adı verilmektedir ve üretilen merkeze Hidro Elektrik Santrali denilir. Rüzgar enerjisinden elektrik üreten merkezlere de Rüzgar Santrali denilmektedir.

Rüzgar Santralleri kurulduktan sonra pervaneler rüzgarın (havanın) hareketiyle bağlı oldukları şaftı döndürür. Uygun bir jeneratör ile de bu hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.

Rüzgar enerjisi güneşin doğmasıyla başlar. Gece oluşan soğuk hava tabakasının yere yakın bölümleri, güneşin ışınlarıyla hemen ısınmaya başlar. Fizik derslerinden de hatırlayacağınız üzere ısınan hava genleşir ve yükselir. Bu anda atmosferdeki soğuk hava tabakası yere doğru iner. Sıcak ve soğuk havanın yer değiştirmesiyle de rüzgar oluşur.

Rüzgar Türbini
En basit anlamda bir rüzgar türbini 3 bölümden oluşur.
Pervane Kanatları:Rüzgar estiği zaman pervanenin kanatlarına çarparak onu döndürmeye başlar. Bu sayede rüzgar enerjisi ile kinetik(hareket) enerjisi elde edilmiş olur. Pervaneler rüzgar estiğinde aynı yönde dönecek şekilde tasarlanmışlardır.
Şaft:Parvenelerin dönmesiyle ona bağlı olan şaft da dönmeye başlar. Şaftın dönmesiyle de motor içinde hareket oluşur ve motorun çıkışında elektrik enerji sağlanmış olur.
Jeneratör(Üreteç):Oldukça basit bir çalışma yöntemi vardır. Elektromanyetik indüksiyon ile elektrik enerjisi üretilmiş olur. Küçük oyuncak arabalardaki elektrik motoruna benzer bir sistemdir. İçinde mıknatıslar bulunur. Bu mıknatısların ortasında da ince tellerle sarılmış bir bölüm bulunur. Pervane şaftı döndürğü zaman motor içindeki bu sarım bölgesi , etrafındaki mıknatısların ortasında dönmeye başlar. Bunun sonucunda da alternatif akım (AC) oluşur.

ruzgarturbini2

Rüzgar Enerjisi Kaynakları ve Ekonomisi
Tipik büyük bir rüzgar türbini yıllık 5.2 milyon KWh elektrik enerjisi üretir. Yaklaşık 600 hanenin elektrik ihtiyacını karşılayabilir. Günümüzde kömür ve nükleer santraller, rüzgar santrallerinden daha ucuza enerji üretebilmektedirler. O halde neden rüzgar enerjisini kullanalım? Bunun iki önemli nedenivar. Rüzgar enerjisinin “Temiz” ve “Yenilenebilir” özelliklerde olmasıdır. Atmostefe zararlı karbon dikosit ve nitrojen gazları salınımı yoktur ve rüzgarın bitmesi gibi bir durum söz konusu değildir. Rüzgar enerjisi her ülkede üretilebilir. Başka ülkelerden enerji transfer etmeye gerek duyulmaz. Ayrıca rüzgar santralleri uzak bölgelere inşaa edilip, üretilen enerjinin merkezi yerlere iletilmesi daha kolaydır.

Rüzgar santrallerinin bu yararlarının yanında olumsuz yönleride de vardır. Diğer enerji santaralleri gibi herzaman yüksek verimle çalışamazlar. Çünkü rüzgar hızı değişkenlik göstermektedir. Rüzgar türbinleri şehirlere yakın bölgelerde oluşturdukları ses kirliliği sebebiyle insanlara, hayvanlara ve doğal yaşama rahatsızlık vermektedir.

Uçak nasıl uçar?

27.12.2009

ucak

Uçakların uçmasını, havada tutunmasını, ilerlemesini sağlayan unsurlar vardır.
Bunlar;
– Kaldırma kuvveti
– Ağırlık
– Geri sürükleme
– İtme.
Bu kuvvetler biribirini tamamlayarak uçakların uçmasını sağlar. Örneğin; kanatlar havada tutunmayı, motorlar hareket etmeyi sağlar. Uçakların uçması Bernoulli prensibine dayanır. Aslında bu konu biraz detaylı fakat sonuç olarak hızla havanın içinden geçen kanatların altında ve üstünde farklı hava basıncı oluşur. Bu ilkeden yola çıkarak, uygun kanat yapısını da buna ilave edersek, hava akımını kaldırma kuvvetine çevirmiş oluruz. Ancak bu kaldırmanın olabilmesi için de hava akımını ve itmeyi sağlayacak motora ihtiyaç vardır.
Bir uçakta kanat yapısını inceleyecek olursak, su damlasını andıran bir yapısı olduğunu görürüz. Ancak, kanat üst yapısı daha kavisli, alt yapısı ise üste nazaran daha düzdür. Bu da bir basınç farklılığı yaratır. Kanadın üstünde daha düşük bir basınç, alt yüzeyinde ise daha fazla bir basınç oluşur ki, bu da, kaldırma kuvveti sağlar.
Şöyle ki; kanat yüzeyinin önüne çarpan hava akımı, kanadın üst yüzeyi daha kavisli olduğu için, hızlı bir şekilde, alt yüzey ise daha düz olduğu için, üste göre yavaş hareket eder. Bu da yüksek bir basınç oluşumuna neden olur ve bir kaldırma kuvveti meydana gelir.

Neden kar yağıyor ?

25.12.2009

karyagisi1

Kış aylarında güneş ışınları çok güçlü olmadığı için, bulutların bulundukları yüksekliklerde hava sıcaklığı çok düşük olunca, yükselen su buharı, sublime denilen şekilde sıvı hale geçmeden, bu aşamayı atlayarak doğrudan buz kristali haline dönüşür. 0. 1 milimetre çapındaki buz kristalleri birbirlerine yapışarak kar tanelerini oluştururlar. Eğer bulut ile yer arasındaki hava sıcaksa bu kar taneleri yere düşene kadar yağmur tanesi haline dönüşebilirler, ama soğuksa yere kadar kar tanesi olarak inmeyi başarabilirler. Hafiflikleri nedeniyle yere o kadar yavaş inerler ki 3000 metreden inmeleri 2 saat alabilir. Bazen bulutun altındaki sıcaklık öyledir ki, bir kısmı kar, bir kısmı yağmur damlası halinde düşerler, biz buna ´sulu sepken´ diyoruz. Yani yağmur veya kar yağmasını belirleyen ana unsur, bulut ile yer arasındaki hava sıcaklığıdır.

Genel kanının aksine kar yağması havayı ısıtmaz, aksine ısınan hava karın yağmasına sebep olur. Çok soğuk havanın içine su alma kapasitesi daha azdır. İçine alamadığı su ya ´don´ şeklinde yeryüzünde kalır ya da ´kırağı´ oluşur. Bu şartlarda kar kesinlikle oluşamaz. Hava 3 derece gibi biraz ısınınca, su buharı yeryüzünden yükselebilir, çok yüksekliklerdeki soğuk hava tabakalarına ulaşabilir ve kar yağışı meydana gelebilir. Biz de sanki kar yağdığı için hava ısınmış gibi algılarız. Kar tanesinin oluşumu hakikaten bir tabiat mucizesidir.
kartanesi1

Gerçi bazı kayak merkezlerinde, kar yağışı yetersiz olduğu zamanlarda suni kar üretiliyor ama bu görüldüğü kadar kolay değil. Doğal kar tanelerinin ortasında çekirdek olarak toz parçacıklarının olduğunu biliyoruz. Eğer bunlar olmazsa saf su -40 derecede bile kristalleşemiyor. İlk olarak 1975 yılında Berkeley, California Üniversitesinden Prof. Steve Lindow ´snomax´ denilen bir proteini toz parçacıkları yerine kullanarak suni kar üretmeyi başardı. Bu madde sayesinde daha hafif ve kuru kar tanelerinin üretilmesi sağlandı ve Norveç´te yapılan 1994 kış olimpiyatlarında çok yaygın olarak kullanıldı. Kar kristalleri altıgen bir şekil içindedirler. Her bir koldan 3 ve 12´li kollar çıkar. Bu dizilişin sebebinin oksijen atomlarının diziliş şekli olduğu sanılıyor. Dolu yağışı daha ziyade ılıman iklimlerde ve bahar aylarında görülür. Isınan hava ile yükselen su buharı, hava akımları ile daha da yükselerek 12.000 metre civarında -50 derece hava sıcaklığında buz kristallerine dönüşür. Buradaki güçlü hava akımları ile bu buz kristalleri de birleşerek buz tanelerini oluşturur. Bu buz taneleri ağırlıkları nedeni ile o kadar hızlı düşerler ki bulut ile yer arasındaki sıcaklık ne olursa olsun eriyecek zaman bulamazlar. Çapı 5 milimetreden büyük dolular halinde yeryüzüne ulaşırlar. Aslında tüm bu şartların oluşması çok enderdir ve bu nedenle dolu yağışı hem çok az görülür, hem de çok kısa sürer.

Yıldırım nasıl düşüyor?

25.12.2009

yildirim

Gökyüzünde yılda 3 milyar şimşek veya yıldırım oluşmaktadır. Bir diğer deyişle yılın herhangi bir zamanında dünyanın üstünde 2000 yıldırım bulutu vardır ve dünyamıza her saniyede 100 yıldırım düşmektedir. Güçlü bir fırtına, Hiroşima´ya atılan atom bombasından 100 kat daha fazla enerji açığa çıkarmaktadır. Kim bilir? Belki bir gün gelecek yıldırımları da enerji kaynağı olarak kullanmayı öğreneceğiz. Bu gök olayı insanlığın ilk tarihinden itibaren ilahi bir işaret olarak görülmüştür. Yıldırım düşmesi insanlar için tehlikeli olmasına rağmen insan yaşamına faydası da vardır. Yıldırımlar yeryüzündeki bitkiler için faydalı maddeler olan nitratlar ve oksijenin de yeryüzüne inmesine neden olurlar. Her şey güneş ışıkları ile yeryüzünde ısınan havanın yükselmesi ile başlıyor. Tabii içinde buharlaşan suyu da yukarı taşıyarak. Bu yükselen hava yaklaşık 2-3 kilometreye ulaşınca havanın soğuk katmanlarına rast geliyor. Soğuk havalarda nefes verince nefesimiz nasıl buharlaşıyorsa aynen o şekilde buharlaşıyor ve gördüğümüz bulutu oluşturuyor. Bu bulutlar daha sonra hava akımları ile 20.000 metreye kadar tırmanabiliyorlar. Aslı tam bilinememesine rağmen bulutların bu yükselişleri sırasında içlerinde oluşan buz kristallerinin birbirlerine sürtünerek bir statik elektrik enerjisi açığa çıkardıkları öne sürülüyor. Bu elektrik enerjisi bulutların üst katmanlarında pozitif(+), alt katmanlarında ise negatif(-) yüklü olarak birikiyor. Bulutun içindeki yük havayı iyonize edecek güce ulaştığında şimşek oluşuyor. Yağmur bulutlarının alt yüzeylerindeki büyük negatif yük içindeki elektronları iterek orayı da pozitif yüklü hale getiriyor ve bu yük saniyede 1000 kilometre hızla toprağa iniyor, yani kısa devre yapıyor. Yıldırımın bu andaki ısısı 30.000 derece olup güneşin yüzeyindeki ısının 5 katı kadardır. Yıldırım düşerken çok şaşırtıcı bir şey oluyor. Yerden de buluta doğru bir boşalma oluyor. Yerden 100 metre yükseklikte bu iki akım birleşiyor ve iletkenliği çok fazla olan bir koridor oluşuyor. İşte bundan sonra yıldırımı hiçbir şey durduramaz, pozitif yük hızla buluta doğru onu nötr hale getirmek için yükselir. İşte yıldırımın havadan yere mi, yoksa yerden havaya mı oluştuğunu yaratan soru bu. Bu koridordan yerden göğe doğru neredeyse ışık hızının üçte biri hızla yükselen akım yıldırımın göze gelen şiddetli ışığını da yaratır. Ardından yine yukardan yere iner ve iki taraf arasındaki potansiyel farkı sıfırlanana kadar bu olay 10-12 kez tekrarlanabilir.