Skip to content Skip to navigation

Falsolu Serbest Vuruşların Fiziği

Dr. Tuba Sarıgül
05/09/2017 - 10:00

Jose-Luis Olivares/MIT

Futbolcular özellikle serbest vuruşlarda rakip takımın savunma oyuncularının oluşturduğu barajı ve kaleciyi aşıp gol atabilmek için genellikle topa havada yön değiştirecek şekilde vurmaya çalışır. Yetenekli sporculara özgü bu vuruşun gerçekleşmesini sağlayan ise topun dönmesi ve üzerine etki eden aerodinamik kuvvetlerdir. Aerodinamik kuvvet, hava moleküllerinin katı bir nesnenin etrafında hareket ederken nesnenin üzerine etki eden kuvvetler olarak tanımlanabilir.

Top havada hareket ederken havayı oluşturan moleküller topun ön yüzüne çarpar ve cismin etrafını sararak geriye doğru hareket eder.

Eğer top havada hareket ederken aynı zamanda kendi etrafında dönüyorsa topun çevresinde hareket eden hava dönen topla birlikte sürüklenir.

Bu nedenle hava topun bir tarafında diğer tarafına göre daha hızlı hareket eder. Yani topun dönme yönü ile havanın hareket yönü aynıysa, hava topun o tarafında daha hızlı akar. Havanın topun etrafında farklı hızlarda hareket etmesi basınç farkına yol açar. Bu, Bernoulli ilkesi olarak bilinir. Havanın daha hızlı hareket ettiği kısımda basınç düşükken, yavaş hareket ettiği kısımda basınç yüksektir. Etrafındaki basınç farkı nedeniyle topun üzerine etki eden kuvvetler dengeli değildir ve basıncın az olduğu tarafa doğru net bir kuvvet ortaya çıkar. Bu kuvvet Magnus kuvveti olarak isimlendirilir.

Dönen cisimlere etki eden Magnus kuvvetinin yönünü dönme yönü belirler. Örneğin top, dönme ekseni yere dik olacak şekilde saat yönünde dönüyorsa havada sağa doğru, saat yönünün tersi yönde dönüyorsa havada sola doğru yön değiştirir. Dönme ekseni yere paralelse topun üzerine -dönme yönüne göre- aşağı ya da yukarı yönlü net bir kuvvet etki eder. Teniste sıkça kullanılan, topspin adı verilen vuruş tekniğinde top havadayken ileri doğru dönerek hareket eder ve bu vuruş tekniği topun -havada kendi etrafında dönmediği duruma göre- daha kısa mesafe katederek yere düşmesine neden olur.

Dönen bir basketbol topunun havada nasıl yön değiştirdiğini izlemek için tıklayın.

Uçakların havada kalmasını sağlayan kaldırma kuvveti de benzer bir etkiyle ortaya çıkar. Uçak kanatlarının üst kısmı alt tarafına göre daha bombelidir. Altından ve üstünden geçen havanın kanadın arka tarafına aynı anda ulaşabilmesi için kanadın üst tarafından geçen havanın, katetmesi gereken mesafe daha uzun olduğundan, daha hızlı hareket etmesi gerekir. Bu hız farkı kanadın alt ve üst kısmı arasında basınç farkının ortaya çıkmasına neden olur. Kanada etki eden kaldırma kuvvetinin nedeni bu basınç farkıdır.

Uçakların havada kalmasına imkân veren aerodinamik kuvvetler yarış otomobillerinin ise yola daha iyi tutunmasını sağlar. Yarış otomobillerinin üzerindeki kanatlar, havanın aracın üzerine zemine doğru bir kuvvet oluşturacak şekilde etki etmesine neden olur. Bu sayede yarış otomobilleri virajları daha hızlı dönebilir. Ancak aracın yola daha iyi tutunmasını sağlayan ve genellikle yere basma kuvveti olarak isimlendirilen bu etki yarış otomobillerinin yolun düz bölümlerinde yavaşlamasına neden olur. Bu nedenle yarış otomobillerinde genellikle hareket edebilen kanatlar kullanılır. Böylece pistin uygun bölümlerinde kanat açısı değiştirilerek havanın oluşturduğu sürtünme kuvveti azaltılır ve araç uzun düzlüklerde daha yüksek hızlara ulaşabilir.

Aerodinamik kuvvetler devasa bir uçaktan küçük bir golf topuna, cisimlerin hareketlerini belirgin şekilde etkiler. Bu nedenle binalardan köprülere, uçaklardan otomobillere birçok yapının tasarımı aerodinamik kuvvetler bu etki dikkate alınarak yapılır.

İlgili İçerikler

Fizik

TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı tarafından üniversite öğrencilerine yönelik olarak düzenlenen Girişimcilik ve Yenilikçilik Yarışması, Özel Sektöre Yönelik Lisans Bitirme Tezleri Yarışması ve Öncelikli Alanlarda Üniversite Öğrencileri Proje Yarışması başvuruları bugün başladı.

Fizik

Kristal kadar berrak yağmur damlaları, turkuaz rengi okyanuslar ya da pembe göller... Hepsi sudan meydana gelmelerine rağmen renkleri farklı. Çünkü suyun rengini su moleküllerinin ışıkla etkileşiminin yanı sıra suyun içinde çözünmüş ya da asılı halde bulunan başka maddeler de etkiler.

Fizik

14. Uluslararası Masterclasses organizasyonu kapsamında Konya Bilim Merkezi’nde düzenlenen etkinlikte, Türkiye genelindeki farklı okullardan lise öğrencileri Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) gerçekleştirilen deneylerin verilerini analiz ederek parçacık fiziği alanındaki en güncel çalışmalar hakkında bilgi edinme ve CERN deneylerinin bir parçası olma imkânını yakaladı.

Fizik

Tehlikeli trafik kazalarının birçoğu sisli havalarda meydana gelir. Bu nedenle sürücüler görüş mesafesinin belirgin derecede düştüğü sisli hava koşullarında hızlarını düşürmeleri gerektiğini bilir. Ancak araştırmalar sisin, çevremizde hareket eden nesnelerin hızlarını gerçekte olduğundan farklı algılamamıza neden olduğunu gösteriyor.

Fizik

İngiliz fizikçi Stephen Hawking 76 yaşında hayatını kaybetti. Cambridge Üniversitesi’nden yapılan açıklamada kuramsal fizikçinin 14 Mart Çarşamba gününün ilk saatlerinde Cambridge’deki evinde hayata gözlerini yumduğu belirtildi.

Fizik

Sürtünme kuvveti üzerine ilk bilimsel çalışmayı 500 yıldan daha uzun bir süre önce Leonardo da Vinci yapmıştı. Da Vinci’nin vardığı sonuç, sürtünme kuvvetiyle normal kuvvet arasında doğrusal bir ilişki olduğuydu. Peki, bugün hâlâ mühendisler tarafından kullanılan bu yasa gerçekten doğru mu?

Fizik

Harvard Üniversitesi’ndeki (ABD) ve Kuantum Elektronik Enstitüsü’ndeki (Zürih, İsviçre) iki ayrı araştırma ekibi, eş zamanlı olarak dünyadaki en ince aynayı inşa etti. 

Fizik

Yenilenebilir enerji alanında çalışmalar yapan Japonya merkezli Eco Marine Power (EMP) şirketi 2019’da ilk güneş enerjisi yelkenlerini test etmeye başlamayı planlıyor. “Enerji yelkenleri” adı verilen teknoloji sayesinde gemiler hem güneş hem de rüzgâr enerjisini kullanabilecek.

Fizik

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde aralık ayının konusu #Yansımalar idi. Bu süreçte paylaştığınız ilgi çekici “Yansıma” fotoğrafları Bilim Genç ekibi tarafından değerlendirildi ve aralık ayının en beğenilen fotoğrafları belirlendi.

Fizik

ODTÜ DAS’ın altıncısı 5-7 Şubat 2018 tarihlerinde ODTÜ İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi’nde gerçekleştirilecek. Üç günde 64 oturumun yapılacağı etkinliğe katılmak için yapmanız gereken tek şey başvuru formunu doldurarak seminerlere kayıt olmak.