Gezgin Korsan
Makine Dairesi => Teknik Bilgi ve Fikir Alışverişi => Konuyu başlatan: Doğan Erbahar - Mayıs 23, 2019, 02:14:20
-
Bu başlık altında özellikle çok tartışmalı, üzerinde mutabakata varılamamış, her kafadan bir ses çıkan konular üzerine kendi bakış açımı ve anlayışımı paylaşmaya çalışacağım. Çark etkisi ile başlıyorum.
-----------------------------------------
Pervane Çekme Etkisi (çark etkisi)
Bu etki tornistanda teknenin kıçını bir tarafa atması olarak biliniyor yaygın olarak. Sebep olarak ise anlatılan şey pervanenin suyu sadece baş kıç hizasında değil yana doğru da belli bir miktar ittirmesi olarak anlatılıyor. Bu anlatım doğru ama çok yüzeysel. Biraz daha derinine inelim ve soru cevap şeklinde yapalım:
Soru: Pervanenin bir kanadı suyu bir tarafa diğer kanadı da öteki tarafa ittirmeyecek mi her zaman? O zaman bu sağa ve sola ittirme birbirini dengelemeyecek mi?
Cevap: Güzel soru. Dengelemeyecek. Çünkü pervanede suyu sağa atan kanat sola atan kanat ile aynı derinlikte olmuyor.
Soru: Doğru ama bunun derinlikle ne ilgisi var ki?
Cevap: Derinlik basıncı (ve dolayısıyla su yoğunluğunu) etkiliyor. Misal olarak pervane tornistanda arkadan bakan biri için saat yönünün tersine dönüyorsa daha derindeki kanat suyu sancağa, yukardaki kanat iskeleye ittiriyor ama sancağa ittiren kanat daha derinde (yani yoğunluğu yüksek olan suda) çalıştığı için bu işi daha "verimli" yapıyor. Dolayısıyla totalde sancağa ittirme ortaya çıkıyor ve etkiye tepki prensibinden kıç iskeleye kaçıyor.
(https://i.hizliresim.com/4p208q.jpg) (https://hizliresim.com/4p208q)
Soru: Anladım. O zaman bundan belli sonuçlar çıkarmak adına pervanenin çapının buna etkisi olacağını söyleyebilir miyiz? Ne kadar büyük pervane o kadar derinlik farkı, o kadar güçlü çark etkisi mantığıyla yani...
Cevap: Evet söyleyebiliriz! Bunu zaten herkes söylüyor ama kimsenin söylemediği birşey daha var. O da pervanenin kendisinin su seviyesinden ne kadar derine yerleştirildiği.
Soru: Nasıl yani? Bu niye etkiliyor çark etkisini?
Cevap: Pervane yüzeye yakınsa aşağıdaki kanat ile yukarıdaki kanat arasında daha büyük bir "nispi" basınç farkı var da ondan. Misal; yüzeye yakın bir pervanede fark 1:2 olabilirken aynı pervaneyi daha derine koysanız bu fark 4:5 gibi oluyor bu da totaldeki etkiyi azaltıyor.
Soru: Bu da tamam. Peki hepsi bundan mı ibaret ?
Cevap: HAYIR! Çok önemli ve yine kimsenin fazla konuşmadığı bir etki daha var. Pervanenin kanatları yukarıda ve aşağıda iken suyu sağa ve sola atmasından konuştuk şimdiye kadar. Peki pervanenin kanatları sağda ve solda iken bir taraftan suyu yukarı diğer taraftan da aşağı doğru ittirmeyecek mi?
Soru: Bir dakika kafam karıştı. Deminki sağa sola ittirme etkisinden farklı birşey mi söylüyorsun?
Cevap: Farklı değil BAMBAŞKA bir şey söylüyorum. Pervane suyu sadece sağa ve sola değil, kanatları yanlardayken yukarı ve aşağı da ittiriyor.
Soru: Eee? Bunun çekmeye ne etkisi var.
Cevap: Belki daha büyük bir etkisi var çünkü su bir taraftan doğrudan gövdeye çarparken diğer taraftan derine savrulup hiçbir yere çarpmıyor. Gövdeye çarpan su gövdenin kavisli yapısından gövdeyi yalayarak yana doğru yönleniyor ve yine etkiye tepkiden bu da bir çekme etkisi yaratıyor. (Bunu su seviyesinde bir değişim olarak da tasvir eden var aşağıdaki şekildeki gibi)
(https://i.hizliresim.com/9Y8Gq8.jpg) (https://hizliresim.com/9Y8Gq8)
Soru: Düşündüğümden de karışıkmış.
Cevap: Daha bitmedi üstelik. Pervanenin teknenin kütle merkezine (kemere hattına) ne kadar yakın olduğu da önemli. Şaftlı teknelerde olduğu gibi pervane kıça yakınsa bu iki etkinin döndürme momentleri de fazla oluyor. Sail drive gibi kemere hattına yakınsa döndürme momenti zayıflıyor.
Soru: Kapıyı kolundan itip açmanın kolay olması, menteşeye yakın yerden ittirip açmanın zor olması gibi mi?
Cevap: Evet. Daha güzel bir örnek bulamazdım.
Soru: Teşekkürler, hepsini bir toparlayabilir miyiz?
Cevap: Evet, tornistanda kıç atma olgusu ÜÇ MEKANİZMA altında toplanabilir.
1. Pervanenin kanatları düşeydeyken suyu sağa ve sola farklı oranlarda itmesi. Bunun fiziksel sebebi ise derinlik farkı.
(Pervanenin çapının bu mekanizmanın büyüklüğüne etkisi var, pervanenin su kesiminden ne kadar aşağı yerleştirildiğinin de buna etkisi var. Dikkat ederseniz sail drive bu açıdan da avantajlı çünkü pervane şaftlı teknelere göre daha derinde, dolayısıyla nispi basınç farkı da az)
2. Pervanenin kanatları yataydayken suyu bir taraftan yukarı bir taraftan aşağı ittirip gövdeye çarpmasının yarattığı su seviyesindeki değişme ve kıçın daha "alçakta kalan" tarafa kayması.
(Şimdi bu mekanizmanın etkisinde salma ve gövde yapısı devreye giriyor. Pervane bazı omurga salmalarda olduğu gibi gövdeye yakın hatta "gömülü" ise etki de büyük, sail drive yine avantajlı çünkü pervane gövdeye nispeten uzak. Deplasmanlı teknelerin bundan daha çok etkilendiği de genel bir argüman olarak söylenebilir.)
3. Pervanenin kemere hattına olan uzaklığı. 1. ve 2. mekanizma kaynaklı çekmeyi büyüten, hatta iyice görünür hale getiren şey de bu belki de. Kısaca döndürme momenti yani.... Sail drive'ın bu açıdan rahatlığını zaten söylemiştik.
-
Elinize sağlık Doğan korsan.
-
Sokratik tartışma tadında harika bir yaklaşım. Konuya ne kadar vakıf olduğunuz belli. Elinize emeğinize sağlık.
-
He, hee... Klasik iki sorumu bir kez daha dillendirmek için ortam oluşmuş. Bugüne kadar hakkında onbinlerce sayfa okuyup cevap veremediğim meşum iki sorumu bir kez daha sorayım:
1- Rüzgar yelkene nasıl etkiyor da tekne ileri gidiyor (Yelken bombe yapıyor da kanat profili de üstten giden hava daha uzun yol şeettiriyor da hücum kenarı, çıkış kenarı Bernoulli şaapmış da lafları boş. Gerçek fiziksel kanıt bilen varsa yazsın. Kuantum fiziği ve Sicim teorisine kadar gidiyor çünkü bence iş)?
2- Isınan hava genleşir, yükselir, yoğunluğu azalır.. Soğuk hava dibe çöker, yoğunluğu artar. Yüksek basınç soğuk havanın yeryüzüne çökmesiyle oluşur. Alçak basınç ise sıcak havanın yeryüzünden uzaklaşması ile. Rüzgar havanın alçak basınç tepelerinden yüksek basınç çukurlarına yuvarlanması ile oluşur. Bu sırada dünya da döndüğünden Coriolis şeyi nedeniyle elini yumruk yap da baş parmak... falan. Peki yüksek basınç iyi hava, sıcak hava demek diye kabul ediyoruz da yüksek basıncın olduğu yerde soğuk hava olması gerekmiyor mu? Nasıl oluyor da oluyor?
-
He, hee... Klasik iki sorumu bir kez daha dillendirmek için ortam oluşmuş. Bugüne kadar hakkında onbinlerce sayfa okuyup cevap veremediğim meşum iki sorumu bir kez daha sorayım:
1- Rüzgar yelkene nasıl etkiyor da tekne ileri gidiyor (Yelken bombe yapıyor da kanat profili de üstten giden hava daha uzun yol şeettiriyor da hücum kenarı, çıkış kenarı Bernoulli şaapmış da lafları boş. Gerçek fiziksel kanıt bilen varsa yazsın. Kuantum fiziği ve Sicim teorisine kadar gidiyor çünkü bence iş)?
2- Isınan hava genleşir, yükselir, yoğunluğu azalır.. Soğuk hava dibe çöker, yoğunluğu artar. Yüksek basınç soğuk havanın yeryüzüne çökmesiyle oluşur. Alçak basınç ise sıcak havanın yeryüzünden uzaklaşması ile. Rüzgar havanın alçak basınç tepelerinden yüksek basınç çukurlarına yuvarlanması ile oluşur. Bu sırada dünya da döndüğünden Coriolis şeyi nedeniyle elini yumruk yap da baş parmak... falan. Peki yüksek basınç iyi hava, sıcak hava demek diye kabul ediyoruz da yüksek basıncın olduğu yerde soğuk hava olması gerekmiyor mu? Nasıl oluyor da oluyor?
Bu hafta finaller filan yoğun olacak bayağı, hepsi aklımda olan şeyler, yavaş yavaş yazacağım...
Bu arada hafta sonu barınakta ne tarafa çekiyor tornistanda diye sormuştun ben de sail drive bu demiştim, bu yukarıda anlattığımı kastediyordum. :)
-
Doğan korsanın bilimsel yazıları,beynimizdeki çarklarıda çalıştırıyor iyi oluyor..:) kafamızdaki çark çalışınca sağamı,solamı çektiriyor bilemem..:)
Facebook da IF diye bir sayfa düşüyor bazen..belki görmüşünüzdür..enteresan şeyler gösteriyor görselli..
Dünya ikiye bölünürse ne olur,ay dünyaya yaklaşırsa başımıza neler gelir,dünya dönüşü diğer tarafa olursa çölleşme ve deniz problemleri..vs.vs..
-
Bu arada hafta sonu barınakta ne tarafa çekiyor tornistanda diye sormuştun ben de sail drive bu demiştim, bu yukarıda anlattığımı kastediyordum. :)
Benim tekne de saildrive ve fazla bir çekme yok bana göre ama zorlarsan tornistanda sancağa çekiyor diyebiliyoruz.
-
Bir de pervane düzleminin su yüzeyi ile yaptığı açı var.
Pervane şaftı aşağı doğru eğimli ise kanatların üst tarafı alt taraftan daha fazla yol kateder. Bu sebeple üst taraf daha fazla itki kuvveti yaratır.
(https://i.postimg.cc/xXWDWnFS/MTQ4-OTg4-MTIx-Mz-Qw-Mj-U3-OTcx.png) (https://postimg.cc/xXWDWnFS)
-
Bence bir de "açısal momentumun sakınımı" diye bir kavram var. Yani dönen bir pervane bağlı olduğu cisimde bir dönme etkisi yaratır. Helikopter havadayken kuyruk pervanesi çalışmazsa kendi ekseni etrafında döner. Aynı durum tekne pervanesinde de oluşuyor. Ama etkisi ne kadardır bilemem.
(https://i.postimg.cc/SXdvr484/download.jpg) (https://postimg.cc/SXdvr484)
-
Hep merak etmişimdir..
Bir şafta arka arkaya iki pervane takılırsa ne olur..
Nasılsa şaft dönüyor..itme gücü artarmı..
-
Bir de pervane düzleminin su yüzeyi ile yaptığı açı var.
Pervane şaftı aşağı doğru eğimli ise kanatların üst tarafı alt taraftan daha fazla yol kateder. Bu sebeple üst taraf daha fazla itki kuvveti yaratır.
(https://i.postimg.cc/xXWDWnFS/MTQ4-OTg4-MTIx-Mz-Qw-Mj-U3-OTcx.png) (https://postimg.cc/xXWDWnFS)
Ancak bu tekne yürümeye başladıktan sonra kendini gösterme fırsatı bulabilen bir şey. (Görseldeki silindirler bunu anlatıyor, yani gittiği mesafe boyunca oluşan durumu.) Tekne yürümeye başladıktan sonra zaten dümen de dinleyecektir. Benim odaklandığım şey teknenin ilk tepkisi, yürümeye başlamadan etkin süreçler.
-
Bence bir de "açısal momentumun sakınımı" diye bir kavram var. Yani dönen bir pervane bağlı olduğu cisimde bir dönme etkisi yaratır. Helikopter havadayken kuyruk pervanesi çalışmazsa kendi ekseni etrafında döner. Aynı durum tekne pervanesinde de oluşuyor. Ama etkisi ne kadardır bilemem.
(https://i.postimg.cc/SXdvr484/download.jpg) (https://postimg.cc/SXdvr484)
Fizik forumlarından bir tanesinde bu konuya değinilmişti, çok hafif bir yan yatırma söz konusu evet. Görsel bununla çok ilgili değil ancak.
-
VOLTALAMANIN FİZİĞİ
Daha önce bu konu hakkında birşeyler yazmıştım. Bir babanın veya vincin veya koç boynuzunun etrafına halat voltaladığınızda en önemli şey TUR SAYISIDIR ve ağırlığı taşıma etkisi yarıçaptan bağımızdır. Sadece ne kadar döndüğünüz önemli...
Bugün eski üniversiteme uğradım, labda arkadaşlar yardım etti sağolsunlar küçük bir video çekerek deneyini yaptım. Şuradan erişilebilir:
https://www.youtube.com/embed/aRTSZU1j1yo
Videonun linkinde de bu işin teorisi anlatılıyor, ipin üzerindeki gerilim sarma açısının ve sürtünme katsayısının çarpımı ile değişiyor... çok sezgisel birşey değil...
Önemli bir nüans videoda da bahsettim: ipin yüzeye iyi tutunabilecek kadar oturduğunu varsayıyoruz bunun için. Kalın bir halatı orantısız derecede ince bir vince sarıp bunun olmasını beklemek olmaz...
-
Elinize sağlık, harika olmuş.
Çark etkisinde acaba pervane geometrisi de rol oynar mı? Mesela sabit kanatlı pervaneden "feathering" max prop pervaneye geçtiğimde çekme çok azaldı. Geri verdiğimizde kanatlar dönüyor ve pervanenin hücum kenarı (suya ilk vuran taraf, sanırım böyle anılıyordu) ileride de geride de aynı kalıyor.
-
Elinize sağlık, harika olmuş.
Çark etkisinde acaba pervane geometrisi de rol oynar mı? Mesela sabit kanatlı pervaneden "feathering" max prop pervaneye geçtiğimde çekme çok azaldı. Geri verdiğimizde kanatlar dönüyor ve pervanenin hücum kenarı (suya ilk vuran taraf, sanırım böyle anılıyordu) ileride de geride de aynı kalıyor.
Bunu gündeme getirdiğiniz için teşekkürler Erkan kaptanım, aşağıdaki linkin 14 numaralı maddesi olduğunu söylüyor. Sebep olarak da dediginiz gibi sabit pervanelerde tornistanda yanlış hücum kenarı ile suyu kestiğini söylüyor.
http://www.maxprop.it/2014EN/Supporto.html
Tam hesaplamalı akışkan mekaniği mevzuları bunlar, beklenmedik yerden sürpriz çıkabiliyor...
Ekleme: şaftlı mı sail drive mı Erkan kaptanım bir de onu soracaktım, merak ettim
-
Elinize sağlık, harika olmuş.
Çark etkisinde acaba pervane geometrisi de rol oynar mı? Mesela sabit kanatlı pervaneden "feathering" max prop pervaneye geçtiğimde çekme çok azaldı. Geri verdiğimizde kanatlar dönüyor ve pervanenin hücum kenarı (suya ilk vuran taraf, sanırım böyle anılıyordu) ileride de geride de aynı kalıyor.
Bunu gündeme getirdiğiniz için teşekkürler Erkan kaptanım, aşağıdaki linkin 14 numaralı maddesi olduğunu söylüyor. Sebep olarak da dediginiz gibi sabit pervanelerde tornistanda yanlış hücum kenarı ile suyu kestiğini söylüyor.
http://www.maxprop.it/2014EN/Supporto.html
Tam hesaplamalı akışkan mekaniği mevzuları bunlar, beklenmedik yerden sürpriz çıkabiliyor...
Ekleme: şaftlı mı sail drive mı Erkan kaptanım bir de onu soracaktım, merak ettim
Benim tekne şaftlı.
Sözde akışkanlar mekaniği, hidrodinamik falan okuduk ama bırakın içeriğini, derslerin adını bile zor hatırlıyorum şimdi :(
Bilimsel bir açıklama beklemezseniz (sizin deneydeki ifadenizle) sezgisel görüşüm şudur:
Pervaneler ileri harekette en iyi yolu yapması için tasarlanıyor (kanatlar simetrik değil). Bu yüzden geride çok iyi olamıyorlar.
Saildrive pervaneli tekne kullandım, onlarda da çok çekme vardı. Yine sezgisel olarak pervanenin yeri (moment oluşturması) çok etkili değilmiş gibi geldi bana. Ama bilim tersini söylüyorsa öyledir :)
İlk teknem uzun salma omurgalı idi. Tornistanda hiç (hem de hiç) dümen dinlemezdi. Çark etkisiyle manevra yapardım. Ama pupa denizlerde de diğer salmalar kadar çok rahatsız etmezdi.
Faydalı yazılarınız için teşekkür ederim, çok yararlanıyorum.
-
Benim tekne şaftlı.
Sözde akışkanlar mekaniği, hidrodinamik falan okuduk ama bırakın içeriğini, derslerin adını bile zor hatırlıyorum şimdi :(
Valla dersi alan için değil, uzmanları için bile zor konular, kötü hissedecek birşey yok, zira denklemleri bilmek ve yazmak ile çözmek çok farklı mecralar...
Bilimsel bir açıklama beklemezseniz (sizin deneydeki ifadenizle) sezgisel görüşüm şudur:
Pervaneler ileri harekette en iyi yolu yapması için tasarlanıyor (kanatlar simetrik değil). Bu yüzden geride çok iyi olamıyorlar.
Buna tamamen katılıyorum, verdiğiniz örnek de zaten bunu aydınlatıyor tam olarak. Küçük bir ekleme olarak "iyi olamamak" kavramını açarsak suyu baş kıç yönünde değil de yanal yönlere de hatırı sayılır miktarda ittirmeyi anlamak lazım. Bu da çekmeye davetiye çıkaran birşey.
Saildrive pervaneli tekne kullandım, onlarda da çok çekme vardı. Yine sezgisel olarak pervanenin yeri (moment oluşturması) çok etkili değilmiş gibi geldi bana. Ama bilim tersini söylüyorsa öyledir :)
Sail drive'ın çekme açısından avantajı konusunda hem burada hem yabancı forumlarda bir mutabakat var gibi sanki. Onlarca insan söylüyor. Bendeki de sail drive ve yok denecek kadar az etki. Ama tek tük de olsa sizin gibi zayıf olmadığını söyleyenler de yok değil, bunun sebebini başka bir istisnai durumda aramak lazım gibi geliyor bana hal böyle olunca. Öte yandan tek pervaneli ve şaftlı olup da etkinin az olduğu hiçbir tekne yok gibi. Hele de dediğiniz gibi omurga salma ise...
-
Şu voltalama deneyi ve vinçlerin fiziği ile alakalı bir ek:
(https://i.hizliresim.com/P73bnO.png) (https://hizliresim.com/P73bnO)
Burada büyük M topun kütlesi yani 100 gram. Teta da sarma açısı, ama bu açının biriminin RADYAN cinsinden yazılması şart. Benim durumda 6 tur 6 x 2 x pi gibi yazılıyor yani. Bu da 37,7 ediyor. Mü ile kast edilen de sürtünme katsayısı buna da 0,2 gibi bir şey atalım benim deney için. 37,7 x 0,2 = 7,5 oluyor.
Bunu da e'nin yani 2,718'in üzerine koyuyoruz sonuç 1808 gibi büyük bir rakam çıkıyor. Yani 100 gramlık topu 0,05 gram gibi miniminnacık bir kuvvet dengeleyebiliyor. Bunu da işte öbür taraftan sarkan ipin kendi kütlesi gibi düşünebiliriz.
Vinç örneğinde vinçlerin yüzeyleri tırtıklı ve sürtünme katsayısı yüksek yapılıyor. Biz yine de temkinli davranıp sürtünme katsayısına 0,5 gibi orta bir değer verelim. Bu durumda yukarıdaki oran:
eğer 1 tur attı ise: 23
eğer 2 tur attı ise: 535
eğer 3 tur attı ise: 12.391
çıkıyor. Yani yelken 2 tonla çekse siz de sadece 2 tur voltalasanız 4 kiloluk kuvvet yeterli olur onu tutmaya. 3 tur voltalsanız serçe parmağınızla tutarsınız :)
Burada çok önemli bir nokta bu işin prensibi sadece DURDURMA ve KONTROLLÜ SALMAYA yarar elbette. ÇEKMEK isterseniz bambaşka bir durum, bu sefer bütün o oran ALEYHİNİZE işlemeye başlar. (Yani 4 kiloyu çekmek için 2 ton vermek gerekir gibi...) O yüzden vinç dediğimiz tasarım mükemmel zekice yapılmış bir şey, bir tarafa dönmüyor o yönü kontrollü salmak ve durdurmak için kullanıyoruz. Diğer tarafa ise dönebiliyor, döndüğü zaman zaten bambaşka bir fizik var, bu sefer doğrudan kaldıraç prensibi ile çalışan vinç kolu ve içindeki dişliler çalışarak mekanik avantaj veriyor.
Yine vinçlerde önemli bir nüans var. Eski tip vinçlerde çekmeye çalışırken birinin halatın ucunu tutması gerekirdi, çünkü kaymayı engellemek için bir miktar da olsa kuvvet lazım. Yani bir vinci iki kişi kullanırdı. Yarışçılar hala böyle yapıyor. Self tailing dedikleri kıstırmalı tip vinçleri icat ettiler sonra çok şükür bu dertten kurtardılar. Bir ucunu kendi üzerine kıstırıp tek kişi çalışabiliyoruz.
Tekne benim gözümde nasıl eğlenceli bir laboratuar anlatamam... :) :) :)
-
...
Tekne benim gözümde nasıl eğlenceli bir laboratuar anlatamam... :) :) :)
İsviçreli bilim insanları yaptıkları bir araştırmada, yanaşırken bodoslama iskeleye dalan, kayalara çıkan, tramola atmayı unutup fazla yol yapan denizcilerin çoğunlukla, fizikçi, mühendis, doktor, bilim insanı olduklarını tespit etmişler. Motorun sesini dinlerken gelen gemiyi görmeyenler, iskotayı boşlaması gerekirken palanga sistemine dalıp direk kıranlar...
Beklenenin aksine edebiyat vb. dallarda eğitim alanlar çok daha gerçekçi ve rasyonel davranıyorlarmış. 8)
-
.Motorun sesini dinlerken gelen gemiyi görmeyenler, iskotayı boşlaması gerekirken palanga sistemine dalıp direk kıranlar...
Pazar günü yanaşırken rüzgar altımı kollarken rüzgar üstü tekneye çaktım... :P t*"y+
-
Motorun sesini dinlerken gelen gemiyi görmeyenler, iskotayı boşlaması gerekirken palanga sistemine dalıp direk kıranlar...
:)
Odyofiller de öyle. Bilmem ne detayını duyacağım diye müziği dinleyemiyorlar...
-
Odiofimiyim neyim gitarı duyacağım diye müziği pek dinleyemiyorum . :)
-
Yolculuklarda rapala ile balık tutabilmek için çıkrık, kamış gibi donanımlarınız yok ise aşağıdaki basit sistem işe yarıyor.
Misinayı seyir halindeyken yeterli kaloma verdikten sonra boşta olan vinçlerden birine tersten (saat yönünün tersine ) birkaç tur sarın.Tur sayısını denize giden kısmı elle hafifçe çektiğinizde vinçle beraber dönecek şekilde belirleyin.Balık geldiğinde vincin sesi sizi uyaracaktır.
Rastgele.
-
Yolculuklarda rapala ile balık tutabilmek için çıkrık, kamış gibi donanımlarınız yok ise aşağıdaki basit sistem işe yarıyor.
Misinayı seyir halindeyken yeterli kaloma verdikten sonra boşta olan vinçlerden birine tersten (saat yönünün tersine ) birkaç tur sarın.Tur sayısını denize giden kısmı elle hafifçe çektiğinizde vinçle beraber dönecek şekilde belirleyin.Balık geldiğinde vincin sesi sizi uyaracaktır.
Rastgele.
İyi teknikmiş Sedat kaptanım, teşekkürler...
-
Yolculuklarda rapala ile balık tutabilmek için çıkrık, kamış gibi donanımlarınız yok ise aşağıdaki basit sistem işe yarıyor.
Misinayı seyir halindeyken yeterli kaloma verdikten sonra boşta olan vinçlerden birine tersten (saat yönünün tersine ) birkaç tur sarın.Tur sayısını denize giden kısmı elle hafifçe çektiğinizde vinçle beraber dönecek şekilde belirleyin.Balık geldiğinde vincin sesi sizi uyaracaktır.
Rastgele.
Süpermiş Teşekkürler bilgi için 1w5ey8
-
ÖLÇEKLEME ARGÜMANLARI
Gece uyurken bir büyücü geliyor, sizi, evinizi ve evin içindeki her şeyi tam iki kat büyütüyor. İki kat derken her boyutu kastediyorum, eniniz, boyunuz, derinliğiniz. Aynı şekilde yatağınız, yorganınız, odanız, eviniz vs… Soru şu: sabah uyandığınızda bunu fark eder miydiniz?
Cevap: Elbette! Her boyutum iki kat büyüyorsa hacmim 8 kat artacaktır, yoğunluğumun aynı kaldığını farz edersem kütlem de 8 kat artacaktır. Ama ayaklarımı bastığım ALAN sadece 4 kat arttı. Dolayısıyla ilk hissedeceğiniz şey ayaklarınızda muazzam bir ağrı olur. Basınç iki katına çıkmış durumda çünkü. Kendinizi zar zor yataktan çıkarıp salona gittiğinizde avizenizi kopmuş, yerde görebilirsiniz aynı sebepten dolayı, onu taşıyan zincirin kesiti 4 kat arttı ama kütlesi 8 kat, dolayısyla taşıyamadı, vs... böyle ipuçları ile bir terslik olduğunu hemen farkederdiniz…
Galileo Galilei buna benzer ölçekleme argümanları kullanarak hayvanların boyları ile kemik kalınlıkları arasında ilişkiyi kurmaya çalışmıştı 17. yy’da... Bir filin ayaklarının gövdesine nispeten ne kadar geniş olduğunu farketmişsinizdir. Ağırlığı taşıyabilmek için ayaklar fazladan geniş olmalıdır… Bir farede aynı oran çok çok daha küçüktür. Galileo buradan yola çıkarak hayvanların mümkün en büyük ölçülerini bulmaya çalışmıştı, çünkü belli bir boyuttan sonra hayvanın sadece kemikten ibaret bir kütle olması gerekiyordu. (Bazı büyük dinazor tasvirlerinin devasa kalın ayaklarını düşünün…)
İşte buna benzer bir düşünce şekli her yerde kullanılabilir ve hiç tahmin edilmedik etkileri ön görmemize fırsat verebilirler. Mesela kuşlar küçüldükçe neden daha hızlı kanat çırparlar? Güvercin fıt fıt fıt diye uçarken arı kuşu pırrr diye uçar… Cevabını merak ediyorsanız çok eskiden karaladığım şu yazıma bakabilirsiniz:
http://fizikkaralamalari.blogspot.com/2012/04/nefis-bir-olcekleme-sorusu.html
Ölçekleme argümanları çok basittir ama çok güçlüdür. Denizcilik bağlamında bunu birçok yerde kullanabiliriz. Bu yazıyı sadece bir metod yazısı olarak düşündüğümden sadece bir örnek inceleyeceğim. Sonraki konularda (özellikle çapa ağırlığı meselesinde) dönüp dönüp buna atıf verebiliriz.
Şimdi çok kabaca bir hipotez atalım ortaya ve deneyelim: “Yatların deplasmanı ortalama olarak boylarının kübü ile orantılıdır.” (Yukarıda söylediğim sebeten dolayı)
Bu hipotezi test etmek çok kolay: sailboatdata.com a girdim ve arama kısmına bilinen bir marka olan Bavaria yazdım. Sonra da bir excel tablosuna 26, 33, 35, 39, 42, 46, 51, 54 ft boylarındaki modellerin boylarını ve deplasmanlarını girdim. Boy sütununun kübünü alıp deplasmana karşı grafiğini çizdirdim.
(https://i.hizliresim.com/r0YRja.png) (https://hizliresim.com/r0YRja)
Fena görünmüyor değil mi? Korrelasyon katsayısı 0,99 yani fonksiyon olarak doğrusal ilişkiyi çok sevmiş demek bu... Demek ki ölçekleme argümanım işliyor gibi, buradan cesaret alarak başka şeyler söyleyelim o zaman:
Teknenin boyu iki kat olduğunda deplasmanı 8 kat oldu ancak yüzey alanı (ve ıslak yüzeyi) 4 kat arttı. Bu ne demek? Belli bir hızla giderken yol kestiğiniz zaman boyu iki kat büyük olan tekne 4 kat büyük sürtünme kuvvetine maruz kalacak ancak kütlesi de 8 kat büyük olduğundan yavaşlama ivmesi 2 kat daha düşük olacak (F = ma). Yani çok daha uzun sürecek yavaşlaması. (Burada sürtünme kuvveti hıza da bağlı olduğundan doğrusal bir yavaşlama yoktur o yüzden şu kadar zamanda bu kadar kat daha azaldı gibi konuşmak yerine hızının şu kadar KESRİNE iki kat daha uzun zamanda düştü denilebilir, teknik bir detay...)
Büyük teknelerde çok daha önceden yol kesmemiz gerekiyor demek ki. (Devasa gemiler miller öncesinden boşa alırlar.)
Bunu tersinden de düşünebiliriz. Tekne üzerine etkiyen rüzgar veya dalgaların yarattığı kuvvetler de alan ile orantılı olduğundan yine aynı mantıkla büyük teknelerin bu tip etkilere (rüzgar sağanakları, dalga çarpması, vs.) karşı daha ATALETLİ durduğu söylenebilir. Çünkü kütlelerindeki büyüme alanlarındaki büyümeden fazladır.
Burada akla gelebilecek bir diğer hususiyet de yelken performansı. Yine kaba varsayımlarla ilerleyelim. Tekne iki kat büyüdü her şeyiyle, direk arma filan. Yelken alanı 4 kat artar. Peki performans ölçümüz ne olacak? Şu meşhur SA/D oranını alalım mı?
(Bu oranın nasıl hesaplandığını merak edenler için daha önce şurada yazdım: )
https://heyamolahey.com/yelkenli-tekneler/sad-(yelken-alani-deplasman)-orani-hakkinda/
Pay ile payda ikisi de aynı oranda artar ve SA/D değişmez !! (İsteyen yukarıda söylediğim tekneler için sailboatdata.com a bakabilir kontrol edebilir bunu…) Bu ilk başta şaşırtıcı bir sonuçtur. Büyük tekne ile küçük tekne aynı hızda mı gidiyor diye düşünebilirsiniz ancak demin yazdığımız gibi büyük tekne olumsuzluk yaratabilecek her türlü kaotik etkiye karşı küçük tekneye karşı çok daha mukavim ve ataletlidir.
(Mustafa Ertör abimiz 26 ftlik Baba Tunca’sıyla Bodrum Cup İstanbul Challenge’da hayvan gibi guletleri geçip harikalar yaratırken fizik kanunlarına çok aykırı birşey yapmıyordu esasında, ama Burak Döneray, Ahmet Kabaalioğlu ve Leo’dan oluşan muhteşem ekip kesinlikle çok daha DEZAVANTAJLI ve ZORLU şartlarda mücadele ettiler, bir de bu gözle bakıp tekrar tebrik etmek lazım kendilerini… )
Neyse efendim ölçekleme argümanları cebimizde dursun, dönüp dönüp kullanabiliriz… Bu gecelik bu kadar… Güzel yazı oldu sanki... :P
-
Güzel yazı olmuş. Ama net sonuç ne? Büyük tekne daha hızlı mı yürür? Yarışlardaki düzeltme katsayıları (rating) bu tür formüllere göre mi hesaplanıyor?
-
Güzel yazı olmuş. Ama net sonuç ne? Büyük tekne daha hızlı mı yürür? Yarışlardaki düzeltme katsayıları (rating) bu tür formüllere göre mi hesaplanıyor?
Daha hızlı yürür, ama sebebi SA/D oranı olmadığı kesin. O oran çok kaba bir ölçü zaten.
Yine çok kaba bir açıklama (bu kavram biraz arkaik kalsa da) "gövde hızı" dediğimiz şey üzerinden yapılabilir. Büyük boy ile küçük boyun karşılaştıkları "direnç karakteristiği" farklı. Bunun hesabında işin içine giren "froude sayısı" dedikleri katsayının içinde tekne boyu var mesela doğrudan.
Yarış katsayıları bildiğim şeyler değil ama bu tip doneler ile hesaplanıyordur muhtemelen... formülleri de pek kolayına görünen şeyler değil zaten
-
Elinize, fikrinize sağlık Doğan Korsan. Harika bir kısım olmuş. Yazılar, dayanakları ve açıklamalarıyla tam ders niteliğinde. Dersin adı hazır; Günlük Hayatta Fizik-101.
Devamını sabırsızlıkla bekliyorum
Bu arada Hakan Erim korsanın soruları cevapsız kalmasın. Kuantum fiziği ve sicim teorisine nasıl bağlanacak çok merak ettim :)
-
İki küçük düzeltme. Baba Tunca'nın boyu 30 ft. Leo kaptanın da soyadı Kolff.
Mustafa abi bir resim paylaşmış o kadar cuk oturuyor ki yukarıda anlattığım ölçekleme yazısına özel olarak telefon ettim, izin istedim burada da paylaşıyorum. En önde devlerin arasından sıyrılıp çıkan Baba Tunca.
(https://i.hizliresim.com/JVda4q.jpg) (https://hizliresim.com/JVda4q)
-
vayy çok güzel başlık ve içerik olmuş, teşekkürler Doğan Korsan 1w5ey8 fizikten anlamam, günlük hayata, denize inmiş hali çok keyifli ve anlamak için mücadele etmeye değer olmuş :----)
-
DEMİRLEMENİN YEGANE PRENSİBİ: ÇEKME AÇISI
Bu deniz-derya işlerine daha tam bulaşmadan önce (bazen bulaşmaz olsaydım dediğim oluyor) amatör denizcilik kitaplarını okurken demirlemiş bir tekneyi gösteren resimlerde demir zincirinin çizdiği o muhteşem eğri hemen dikkatimi çekmişti.
(https://i.hizliresim.com/M19NY1.gif) (https://hizliresim.com/M19NY1)
KATENER EĞRİSİ Boyu belli olan bir zincirin verilen iki noktadan asıldığında kendi ağırlığı altında aldığı şekle bu isim veriliyor. Bu eğrinin özelliğini bilmeyen biri nedir ki bu, parabol işte diyebilir ama şekil olarak parabole çok benzemesine rağmen teknik olarak başka bir denklem ile ifade ediliyor. (Bu eğriyi temsil eden fonksiyona hiperbolik kosinüs deniyor.)
(https://i.hizliresim.com/6DYgR0.jpg) (https://hizliresim.com/6DYgR0)
Tamam da niye bu kadar heyecanlandırdı bu seni ilk gördüğünde diyecek olursanız sebebi tamamen duygusal, subjektif; ama izninizle arz etmek isterim: Fizik lisans 3. sınıfa geldiğinizde klasik mekanik diye bir ders verirler. Başta şaşırır, dersin içeriğine bakarsınız ee bunu aldık zaten 1. sınıfta diye düşünürsünüz standart Newton mekaniği değil mi bu? Ama işin rengi öyle değildir. (Bu ders fizikçilere özeldir, mühendisler filan almaz… bazen meraklı matematikçiler gelir dinlerler…) Newton’un adı dahi anılmadan bütün bir mekanik yeni baştan kurulur bu derste; hem de çok estetik ve farklı bir prensipten başlayarak: kısaca denir ki kainattaki değişimler her zaman EN KESTİRME yolu izlerler. Dolayısyla bir anda bütün mekanik problemleri bir MİNİMİZASYON problemine dönüşür.
(Biraz daha detay merak edenler şu yazıma bakabilirler: http://fizikkaralamalari.blogspot.com/2012/03/kainatn-en-temel-ilkesi.html )
İşte bu derste kullanılan metotları öğrencilere alıştırmak için verilen örneklerin başında katener eğrisi gelir. Denir ki bir ipin var, yoğunluğu şu kadar, uzunluğu bu kadar, şu iki noktadan astım. Yerçekimi altında hangi şekli alır? Hiç böyle bir problemle karşılaşmamışsınızdır, ve problem farklı olduğu kadar heyecan vericidir de çünkü sanki tabiat olası her şekli deniyor da potansiyel enerjiyi minimize edecek eğriyi bulmaya çalışıyor gibi bir yaklaşımı telkin eder insan fikriyatına. O yüzden ben katener eğrisine bayılırım, her demir atışımda da kendisini anar ve saygılarımı sunarım. (Fizikçi gözüyle denizcilik kavramları tam olarak böyle birşey işte…)
Nasıl ki katener eğrisinin şeklini bulurken alternatif bir metot kullanılıyor işte buna bir nazire olarak bu yazıda da demir atmanın alternatif bir formülasyonunu yapmak istiyorum. (Alternatif formülasyondan kastettiğim şey farklı birşey söylemek değil, bildiğimiz (ama çoğu zaman ezberden bildiğimiz) kurallara alternatif ve mantıki bir yoldan ulaşmak… Kimseye birşey öğretmek derdim olmadığını tekrarlayıp bu “nazire” esprisinin anlaşılacağını ümid ediyorum.)
Başlıkta bahsettiğim yegane prensibe gelelim, bütün teorimizi bu tek prensip üzerine kuracağız:
“NEREDEYE TÜM ÇAPA TİPLERİNDE GEREK AZAMİ TUTUNMA GÜCÜ, GEREKSE ÇAPAYI TUTTURMANIN HIZI VE BAŞARISI ÇAPAYI DİPTE ÇEKTİĞİNİZ KUVVETIN YATAY İLE YAPTIĞI AÇI İLE TERS ORANTILIDIR.”
"With almost all anchor types, both ultimate holding, and speed and reliability of setting, increase as the angle of pull, when measured against a horizontal line, decreases."
( https://www.morganscloud.com/2018/12/10/anchor-chain-catenary-when-it-matters-and-when-it-doesnt/ )
(Referans verdiğim kaynak Danfort ve Fortress tipi çapaların bu kurallın bilinen tek istisnası olduğunu söylüyor ama bu detaya girmiyorum.)
Şimdi sadece bu prensibimizden yola çıkarak ve üzerine sadece biraz matematik ve hayal gücü koyarak neler bilebiliriz neler çıkarabiliriz, görelim.
Herşeyden önce prensibimiz bize demirlemede gerek tutturma, gerek tutunma olsun EN ÖNEMLİ şeyin çekme açısı olduğunu söylüyor. Dolayısıyla ilk bakmamız gereken şey bu. Bütün bir demirleme teorimiz bu açıyı olabildiğince azaltmak üzerine kurulu olacak, o yüzden de hemen herkesin 1-2 dakikada çözebileceği gibi yapılması gereken en önemli şey çapayı tekneye bağlayan zincir veya halatı bol bol salmaktır. Bilindiği üzere buna kaloma vermek deniyor.
Bu bize aynı zamanda demirin nasıl atılması gerektiğini de söylüyor çünkü hatırlayalım prensibimiz demiri tutturmak için de olabildiğince küçük açıyla çekilmesi gerektiğini vurguluyor. O zaman işlem basit: demiri attınız, henüz asılmadan en az 4-5 oranında kaloma vererek geriye süzülün, ondan sonra asılma işlemini yapın…
Demirimizi bu şekilde tutturduk. Şimdi tutunma meselesine bakalım. Olayı iyice basitleştirelim ve şimdilik katener eğrisini filan unutalım, bakın aşağıdaki basit model bize neler söyleyecek…
(https://i.hizliresim.com/LvdkY0.png) (https://hizliresim.com/LvdkY0)
Çok basit bir trigonometri problemi çözmemiz gerekiyor. Yukarıdaki şekil demirlemiş bir tekneyi gösteriyor. Halat veya zincir uzunluğunun derinliğe oranı kaloma oranı olarak biliniyor. İşte madem çekme açısını minimum yapmak istiyorum o zaman acaba bu çekme açısı kaloma oranıyla nasıl değişiyor ona bakmak lazım herşeyden önce. 40 farklı kaloma oranı için bunun bir grafiğini çizdim.
(https://i.hizliresim.com/4pY7Dq.png) (https://hizliresim.com/4pY7Dq)
Grafikte görüldüğü gibi kaloma oranı 1 ise 90 derece (apiko), 2 ise 30 derece, 3 ise 19,7 derece, 4 ise 14,4 derece, 5 ise 11,3 derece oluyor ve artık 7-8’den sonra çok da fazla değişmiyor. Bu da bize bütün pratik denizcilik bilgilerinde (buraya dikkat) KOŞULLARDAN BAĞIMSIZ olarak maksimum kaloma oranının 8 olarak söylenmesini açıklıyor. 8’den fazla vermek hiçbir pratik avantaj sağlamamakla beraber tam tersine bu sefer çok geniş bir yarıçapta gezmeye müsaade ettiği için dezavantajlı yanları var. Dolayısıyla alt limitlerin haricinde üst limitleri de bilmek önemli.
Peki burada katener etkisini ihmal ettiğimizi söyledik ve zinciri dümdüz çizdik, çok mu fazla basitleştirdik problemi? HAYIR! Bilakis fırtına koşullarını TAM olarak göstermiş olduk esasında çünkü çok sert rüzgarlarda artık ortada katener eğrisi filan kalmıyor. Zincirimiz dümdüz oluyor şekildeki gibi. Buradan çıkarabileceğimiz çok önemli bir sonuç var. 8 oranında kaloma vermeme rağmen öyle bir rüzgar var ki zincirim dümdüz oldu, işte o zaman kullandığınız bağlantı elemanının zincir mi halat mı olduğu ÖNEMLİ DEĞİL! (Mukavemetin mevzu olmadığını bilsem böyle bir durumda kalın bir halatı zincire bile tercih edebilirim şokları soğurabilme bakımından.)
Buradan çıkarılabliecek bir diğer önemli sonuç: TEKNEYİ TUTAN ŞEY ÇAPADIR, ZİNCİR DEĞİL. Çapanın ağır olması ve iyi bir dizayn olması EN ÖNEMLİ şeyler. Yatlarda ağırlık açısından yatırım yapılması gereken şey kesinlikle çapadır. Tabiatın güçleri kendisini göstermeye başladığında yine tabiatın kanunları gereği zincirin hiçbir esprisi kalmadığı bir durumda ah azıcık daha ağır bir çapam olsaydı derken bulabiliriz kendimizi…
Tekrar etmek gerekirse katener eğrisinin yok olduğu bir koşulda çok basit bir trigonometri probleminden başka birşey yok. Halatmış zincirmiş önemli değil. Pratikteki maksimum kaloma oranı 8 civarında. Bir kere bu çıkarımlar önemli bence…
Peki yukarıda çizdiğim şeklin gerçekçi olduğu, yani katener eğrisinin (dolayısıyla zincirmiş halatmış) fazla önemli olmadığı başka bir durum hayal edebilir miyiz? EVET! 3-5 metre gibi sığ sulara demir attığınızda katener eğrisi çok fazla iş yapmıyor. (Bir miktar zincir peşine halat uygulaması esasında en mantıklı uygulama böyle durumlarda.) Çekme açısı açısından pratik olarak hiçbirşey kaybetmemiş oluyorsunuz…
Peki nedir kardeşim bu zincir sevdası sorusuna gelelim o zaman? Hiç mi bir esprisi yok zincirin kaçlık olduğunun?
KATENER – KALOMA İLİŞKİSİ
Giriş kısmında bahsettiğim katener eğrisinin şeklini belirleyen ÜÇ parametre var. Birincisi yerçekimi ivmesi, ikincisi zinciri yana doğru çeken kuvvet, üçüncüsü de zincirin yoğunluğu. Teknenizi alıp başka bir gezegende yüzdürme niyetiniz yoksa yerçekimi ivmesini değiştiremezsiniz. Yatay kuvveti yaratan şey ise rüzgar, buna da genelde pek hükmümüz geçmiyor malumunuz. Ama üçüncüsünü yani zincirimizi kaçlık kullandığımızı ayarlamak bizim elimizde. Daha ağır bir zincir, katener eğrisinin karakteristiği gereği size her zaman çapada daha düşük bir çekme açısı veriyor. Ve ne diyordu prensibimiz?
Tutturmak mı istiyorun? ÇEKME AÇISI!
Tutunmak mı istiyorsun? ÇEKME AÇISI!
Önemli olan şey ÇEKME AÇISI. Ezbere kaloma değil!
Kaloma çekme açısını azaltmaya yarıyorsa anlamlı, ama açımı azaltmamın başka bir yolunu bulursam önemi azalıyor. İşte katener eğrisi ve dolayısıyla ağır zincirler bu işe yarıyor. Ve katener eğrisinin bütün güzelliğiyle arz-ı endam ettiği koşulların başında da DERİN SULAR geliyor.
Şimdi bir önceki yazımda yazdığım ölçekleme argümanlarına bir göz kırpalım. 10 metre bir tekne var çapası 15 kg. 100 metre bir geminin çapası kaç kg olur? 15 ton mu? Öyle görünüyor ki gemiler çok daha azı ile idare edebiliyorlar çünkü genelde derin sulara demirliyorlar. Ağırlık açısından yapacakları yatırımı zincire yapmaları daha mantıklı oluyor böyle durumlarda da. Çünkü katener eğrisinin bütün avantajlarını kullanabiliyorlar. Yine ölçekleme argümanlarının şaşırtıcı sonuçlar verdiği durumlara çok güzel bir örnek gemiler ile yatların kullandıkları zincirlerinin çapalarına oranı.
Kaloma hekesin dilinde ama katener mantığını çoğu kimse bilmiyor. Aşağıda süper bir grafik gösteriyorum. 40 knot gibi ciddi korkutucu bir rüzgar altında demirlemiş 10 metrelik bir yat var. 8 mmlik zincir kullanmış. Farklı derinliklerde çapadaki çekme açısını 6,5 derece gibi bir değerde sabit tutabilecek kaloma oranları verilmiş. 3-5 metreye demirlediğinde 6-7 kat kaloma vermesi gerekirken 30 metreye demirlediğinde 4 kat kaloma yeterli oluyor. 40 knot gibi ciddi bir rüzgarda bile katener yok olmuş değil ki bu etkiden faydalanabiliyor.
(https://i.hizliresim.com/00bvkR.jpg) (https://hizliresim.com/00bvkR)
Bir iki nüansla toparlayacak olursak sadece halat kullanırsanız katenerden hiç faydalanamazsınız. (Çünkü katenerin bağlı olduğu parametrelerde yoğunluk var dedik ama bu esasında su içindeki hafiflemiş yoğunluk. Zincirin bariz avantajı burada. Metalin 7-8’lerdi yoğunluğu 6-7’ye düşerken halatınki 1,5-2 lerdeki yoğunluğu 0,5-1 lere düşüyor.)
Rüzgar şiddetlendiğinde katener etkisi azalır, zincir halat farkı azalmaya başlar. O zaman kaloma tek başına belirleyici olmaya başlar.
Halata veya zincire ağırlık asmak, tandem demirlemek, yamaca demirlerken az kaloma vermek, önce zincir sonra halat gibi uygulamalar artık ne kadar bariz bir şekilde aynı prensiple açıklanabiliyor değil mi?
100 metre zincirim var, sert koşullar dahil olmak üzere 25 metreye güvenle demirleyebilir miyim? Aşağıdaki sitede gösterildiği gibi demirleyebilirsiniz.
https://www.sailmagazine.com/cruising/short-scope-anchoring-in-deep-water
-
Değerli kaptanlar, hem ilginiz hem katkılarınız için çok teşekkür ediyorum. Benim için de güzel bir öğrenme ortamına dönüştü bu başlık...
Mustafa Reisin sorusunun aklıma getirdikleriyle devam ediyorum...
-----------------------
ELMALAR ELMALARA, ARMUTLAR ARMUTLARA…
Fizikte BOYUT ANALİZİ dediğimiz muhteşem analiz metodunun özü budur. Elmalar elmalara, armutlar armutlara eşittir... Ne demek şimdi bu? Detaylandıralım…
Rüzgarın bir cisim üzerine uyguladığı kuvvet nelere bağlıdır? Böyle bir soru sorulsa; normalde bu soruya cevap verebilmek için insanın belli seviyede bir aerodinamik ihtisasına sahip olmasını bekleyebilirsiniz. Ama boyut analizi dediğimiz yöntem bu tip sorulara çok kestirme cevaplar vermemizi sağlar.
Boyut analizi şöyle işler: Herşeyden önce soruya soru ile cevap verirsiniz: Olsa olsa neye bağlı olabilir ki? Bundan sonra bir takım mantıklı varsayımlar yapmaya başlarsınız.
Ee herşeyden önce hızına bağlı olacaktır tabii ki dersiniz. Daha hızlı estiğinde daha kuvvetli ittirmiyor mu? Çok mantıklı!
1. Hız, yaz kenara. Başka?
O cismin rüzgar yönünde dik kesitinin alanına bağlı olabileceğini de tahmin etmek zor olmasa gerek basit tecrübe sonuçlarından. Geniş bir levhayı rüzdara dik tutmak ile yan tutmak fark eder elbette ki. Bu da tamam!
2. Dik kesit yüzey alanı, onu da yaz kenara. Başka?
Belki de başka bir şey lazım değildir?
Ama dikkat edelim kuvvet elde etmek istiyoruz ve kuvvetin birimi kg.m/s^2. Oysa elimizde sadece rüzgar hızı (m/s) ve yüey alanı (m^2) cinsinden şeyler var. Bize bir de kilogram içeren birşey lazım.
Hangi fiziksel nicelik olabilir ki kilogram içeren? Biraz daha üzerinde düşününce rüzgar nedir ki diye düşünürüz? Hava! Bu havanın kütlesi ile ilgili olabilir mi? Olabilir elbette, akışkanlar için de bunu en güzel niteleyen nicelik yoğunluktur. (kg/m^3).
3. Yoğunluk, bunu da yazdık kenara.
Ee? Hız, alan ve yoğunluktan nasıl kuvvet elde edeceğiz? Hepsini çarpsam? (m/s).(m^2).(kg/m^3) = kg/s verir. Olmadı! Demek ki dümdüz çarpmıyoruz, bölebiliriz, karesini alabiliriz, kübünü alabiliriz, karekökünü alabiliriz, yani üzerinde biraz oynamaya izin var... Peki hızın karesini alıp öyle çarpsam ötekilerle? (m^2/s^2).(m^2).(kg/m^3) sonuç: (kg.m/s^2) verir.
Tam isabet! Kuvvet elde ettim.
Yani kuvveti veren formülüm (rügar hızının karesi) x (cismin dik kesit yüzey alanı) x (havanın yoğunluğu) şeklinde olabilir. VE ÖYLEDİR DE! Tam olarak öyledir. (Bir de birimsiz bir katsayı vardır başında) Bakın iki satırda aerodinamiğin önemli formüllerinden birinin FORMUNU türettik, işte buna boyut analizi deniyor. Çünkü fiziksel niceliklerin boyutlarını (cinsleri demenin teknik ismi bu) analiz ettik.
( Cambazlık yapıyorsun diyenler olabilir. Bu cambazlığı tek yapan ben değilim diye cevap vereyim. Bundan 6 sene önce Marmaris Turunçta -yakın bir yerde olduğum için- hanımın protestosuna rağmen tatilimi askıya alarak dinlemeye gittiğim Yunan fizikçi Economou’nu tüm fizik müfredatını 6 ayda bu metod ile öğretebileceğini iddia ettiği bir kitabı var. Kitabın adı da “Kuarklardan Evrene”. Yani her ölçekte kullanıyor bunu… O kadar güçlü bir metod boyut analizi. Benim de zamanında karaladığım bir yazı: http://fizikkaralamalari.blogspot.com/2012/02/boyut-analizinin-gucu.html)
-------
Denizciliğe dönecek olursak yukarıda türettiğimiz rüzgar kuvveti formülünün FORMU rüzgara maruz kalan teknenin üzerindeki kuvveti verdiği gibi yelkenin üzerindeki kaldırma ve direnç gibi kuvvetlerde de karşımıza çıkar.
Biz şimdilik Mustafa Reis’in sorusu üzerinden gidelim ve bu basit formülden demirlemiş bir teknede demire binen yükü hesaplamaya çalışalım.
Teknem 33 feet, yaklasik 5 ton gibi. 8 lik zinciri var.
Yukarıda gösterdiğimiz gibi teknenin veya zincirin ağırlığı bu hesaba girmiyor. Sadece boyu üzerinden bir şeyler kestirmek ise pekala mümkün. Ölçekleme argümanları yazımda boy iki kat arttığında kabaca her ölçünün iki kat arttığını söylemiştim. Bu hesap tekne ağırlığını kestirirken işe yarıyordu ancak kesit alanının kaç kat arttığını hesaplarken sadece yaklaşık bir sonuç veriyormuş. Daha doğru bir ifade aşağıdaki linkte verilmiş.
http://alain.fraysse.free.fr/sail/rode/forces/forces.htm
Teknenin rüzgar kesit alanı tekne boyunun 1,6 – 1,7’inci üssü ile artıyormuş. (Tam bir ölçekleme ile artsa idi bu üs 2 olurdu. Öyle görünüyor ki daha büyük tekne dizayn edenler enden genişletmektense daha fazla boydan uzatmayı tercih ediyorlar demek ki.)
Linkteki hesap makinesine bakarsanız sadece boyu ve rüzgar hızını istiyor sizden, hava yoğunluğu belli zaten çünkü. Linkteki hesap makinesinde boyu yerine koyunca 10 metrelik tek gövdeli bir tekne 10 knot rüzgara maruz ise 41 daN’lik bir kuvvete maruz kalıyormuş. (Burada daN birimi deka Newton anlamına geliyor ve yaklaşık olarak kg’a eşit.) Yani 10 knot rüzgarda çapanıza 40 kiloluk yük biniyor.
Rüzgar 20 knot’a çıktığında kuvvet rüzgar hızının karesi ile arttığından bu kuvvet 160 kiloya çıkıyor. Rüzgar (Allah muhafaza) 40 knot’a çıktığında ise 700 kiloları geçebiliyor. Bu hesabı ortalama olarak düşünmek lazım elbette.
Denizcilik kitaplarından hatırlarsanız demirde fırtına atlatmaya hazırlanan teknelerde güverte üzerinde RÜZGAR TUTABİLECEK herşeyden kurtulmaya çalışılır. Yelken, lazy bag, bimini, panaller, hatta halatlar, kısaca NE VARSA. Çünkü rüzgar şiddetlendiğinde rüzgar kuvveti korkunç bir biçimde hızın karesi ile artacak, bu konuda yapabilecek birşey yok, bari kesit alanımı düşürebildiğim kadar düşüreyim gibi bir mantık var burada.
Tekne kütlesi bu işin içine doğrudan girmiyor; (dolaylı olarak girebilir çünkü çok fazla gezmeyip ataletli durup zinciri ve dolayısıyla çapayı ani şoklara karşı korumak da önemli.)
Ölçekleme ve boyut analizi hem çok basit hem de çok güçlü metodlar; gerek denizcilik üzerinde olsun gerek başka bir mevzu üzerinde olsun düşünürken biri sol cebimde biri sağ cebimde durur hep… Geçen gün çapa statiği üzerinde düşünürken de elime kağıt kalem alıp bunun tutunması nelere bağlı olabilir ki diye boyut analzi yaparken buldum kendimi. Bir sonraki yazıda bununla alakalı yazmayı düşünüyorum.
-
Hazır aklımdayken kısa bir not paylaşmak isterim, küçük bir bilgi ama bilmeyen için hayat kurtarır:
GÜNEŞ GÖZLÜĞÜ NE İŞE YARAR?
1. Göze giren ışığın parlaklığını azaltarak gözü rahatlatır.
2. Havalı gösterir.
Ama üçüncü ve denizciler için çok önemli bir özelliği daha var. Yansımayı yok eder ve denizin dibindeki olası sığlıkları daha rahat görmemizi sağlar. Bu söylediğim sadece polarize gözlüklerde geçerli bir özellik. Olayın fiziğine bakacak olursak aşağıdaki şekil gayet açıklayıcıdır.
(https://i.hizliresim.com/zG2AW7.png) (https://hizliresim.com/zG2AW7)
Işığı elektrik alanda bir dalgalanma gibi düşünebiliriz. Burada ışık ışınlarının üzerine çizilmiş kırmızı küçük oklar elektriksel alanının titreştiği yönü göstermektedir. Bu yöne polarizasyon denir. Gelen ışık her yönde polarize olmuş olarak geliyor. Seçilmiş bir yön olmadığı için de buna kısaca polarize olmamış ışık diyoruz. Ama ışık bir yüzeyden yansırken yüzeydeki yerel yükler yüzeye paralel yönde titreşmeye daha meyilli olduklarından yansıyan ışıkta dikey yöndeki polarizasyon ciddi oranda azalıyor. Hatta öyle kritik bir yansıma açısı var ki (Brewster açısı) o açıdan baktığınızda %100 yatay yönde polarize olmuş ışık görmek mümkün.
Polarize filtreler ve polarize güneş gözlükleri işte esas bu işe yarıyorlar. Yasımaları azaltıyorlar. Fotoğrafçılar bu etkiyi çok kullanırlar, gökyüzünden gelen ışık da kısmen polarize olduğundan bulutların güzelliğini filan çok güzel ortaya çıkarır polarize filtreler, veya camın arkasındaki bir objeyi çekmeye çalıştıklarında camdaki yansımaları azaltır. Denizde ise bu estetik amaçlar ötesinde kritik bir işe yarıyor. Sığlıkları daha rahat görebiliyoruz. Teknede polarize bir güneş gözlüğü önemli bir gereksinim bence…
(https://i.hizliresim.com/any544.jpg) (https://hizliresim.com/any544)
(https://i.hizliresim.com/dLW2zD.jpg) (https://hizliresim.com/dLW2zD)
(https://i.hizliresim.com/zG2Vv7.png) (https://hizliresim.com/zG2Vv7)
(https://i.hizliresim.com/GZpkQr.jpg) (https://hizliresim.com/GZpkQr)