Çay yaprağı paradoksu
Vikipedi'den, özgür ansiklopediden
Vikipedi'den, özgür ansiklopediden
Çay yaprağı paradoksu, içinde çay yaprakları bulunan bir çay bardağı karıştırıldığında yaprakların neden bardağın kenarlarına değil de tam tersi bardağın ortasına çöktüğünü inceleyen paradokstur. İlk çözüm Albert Einstein'ın 1926 yılında yayınladığı ve nehir kenarlarındaki erozyonu açıkladığı makalesinden çıkarılmıştır (Baer Kanunu).[1][2]
Karıştırma işlemi sıvının bardağın içinde dönmesine neden olur. Sıvının eğrisel yolunu takip edebilmesi için sıvıyı merkeze doğru çeken bir mekezcil kuvvete ihtiyaç vardır (çay tepsisini kendi etrafında döndürürken bardakların saçılmasına engel olan çekme kuvveti gibi). Bu kuvvet ortaya doğru azalan basınç tarafından sağlanır.
Ancak, dibe yakın yerlerde ve dış yüzeyde sürtünme kuvvetinden dolayı sıvı yavaşlar. Bu sebeple merkezkaç kuvveti basınç değişiminden kaynaklanan kuvveti burada yenemez, dolayısıyla burada sıvının akışında basınç farklılığı merkezkaç kuvvetinden daha etkili hale gelir. Buna sınır katmanı ya da Ekman Katmanı denir.[3]
Merkezkaç kuvvetinden dolayı basınç orta kısımda kenarlara göre daha fazladır. Eğer tüm sıvı katı gibi tek parça halinde dönüyor olsaydı, içe doğru olan merkezcil kuvvet dışa doğru olan merkezkaç kuvvete eşit olur dolayısıyla içe doğru ya da dışa doğru bir hareket gözlemlenmezdi.
Çay bardağı gibi, dönmenin diplerde daha yavaş olduğu kaplarda, basınç etkisi baskın çıkar ve içeri ve dibe doğru bir akım oluşturur. Üst taraflarda, sıvı içe değil dışa doğru akar. Bu ikinci akış bardağın içine doğru yönlenir ve yaprakları ortaya toplar, sonra yukarı dışa ve kenardan tekrar içe doğru akar. Yapraklar daha ağır olduğundan yukarı doğru hareket edemediklerinden ortada kalırlar. İlk dönüme akışı ile birleştiğinde, yapraklar içe doğru dairesel bir şekilde aşağı çökerler.[2]
Bu fenomen alyuvarları kan plazmasından ayırmak için geliştirilmiş yeni bir yöntemde,[4][5] atmosferik basınç sistemlerinin anlaşılmasında[6] ve bira üretimi sırasında çöktürme işlemlerinde kullanılmaktadır.[7]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
