Örümcek Adam’ın Fiziği Sallantıda Mı?
Size de artık süper kahramanlar her yerde gibi geliyor mu? Gökte, yerde, evde, arabada, okulda… Bi’ dakika! Okulda mı?
Görünüşe göre izlediğimiz, sevdiğimiz süper kahramanlar sadece fiziken görünmüyor, aynı zamanda fizik de görüyorlar.
Öncelikle Örümcek Adam: Eve Dönüş filmini izlediğinizi düşünüyorum. İzlemediyseniz izleyin ama izlememekte ısrar etmek isterseniz eğer bu yazıda biraz spoiler bulunacak! Bu yüzden ya şimdi gidip izlersiniz ya da bu mükemmel yazıyı kaçırmak gibi bir hata yaparsınız.
İyi okumalar.
Şimdi hepinizin aklına gelen bazı aksiyon dolu sahneleri incelemeye başlayalım… Yok yok! Bu yazıda yüksek ihtimal hiçbirinizin hatırlamadığı yalnızca seçilmiş birkaç kişinin -kafayı benim gibi süper kahramanlarla bozanların- bilebileceği bir sahneyi inceleyeceğiz. Normalde süper kahraman filmlerindeki fiziği incelemeyi, konuşmayı severim. Fakat bu sefer daha farklı bir şey yapmak istiyorum. Normal bir zamanda uçmak, sallanmak, zamanda yolculuk etmek gibi envai çeşit yeteneğin içinde fizik kanunları ne kadar yer bulmuş onlara bakarım. Baştan söylemem gerekirse buradaki fizik biraz daha farklı bir şekilde başlayacak.
Bu yazıda filmin başında bulunan kısa fakat oldukça etkili bir sahneyi inceleyeceğiz. Sahnemiz filmin başlangıcına çok yakın bir yerde, Peter Parker’ı fizik dersinde görmemizle başlıyor.
Olay şu ki; öğretmen önce Flash’a ardından da Peter’a soru soruyor.
Öğretmen : Tamam, öyleyse. A ve B noktaları arasındaki doğrusal ivmeyi nasıl hesaplarız?
Flash : Yer çekimini açının sinüsü ile çarpıp kütleye böleriz.
Öğretmen : Hayır. Peter? Hala bizimle misin?
Tabii bu sırada Peter, Youtube’dan kendi videosunu izlediği için derse odaklanabilmiş değildir. Öğretmeninin seslenmesi üzerine dizüstü bilgisayarını kapatır ve biz de tam bu esnada aşağıda ekran görüntüsünü aldığım tahtaya hızlı bir bakış atma şansı buluruz. Bu sırada bizimle birlikte tahtayı ilk kez gören Peter da soruya cevap verir.
Peter : Hımm… Kütle sıfırlanır sadece yerçekimi çarpı sinüs.
Evet! Filmleri izlerken biraz fazla dikkat ettiğim ve sahneleri tekrarlarken daha büyük anlamlar aramayı sevdiğim doğrudur ama emin olun hepsini size açıklama gibi bir hataya düşmeyeceğim. Yoksa devam eden kimya dersindeki sahnede Peter ağ sıvısını hazırlarken arka planda öğretmenin Bohr’dan ve kuantum mekaniğinden söz ettiğini söylerdim. Özellikle kuantum mekaniğin, evrenin yarısını kurtardığını düşünürsek güzel bir gönderme olduğu kesin.
Tüm dünyanın sevdiği örümcek adamla kimyamızın bu kadar tutmasının sebebi meğer kimya dersinde çok başarılı olmasıymış. Baksanıza hoca ders verirken ağ sıvısı yapacak kadar dersi dinlemeye gerek duymuyor.
Peki süper kahramanların bulunduğu filmler, sadece fiziksel görüntüleriyle değil de fizik dersinden görüntüleriyle de bir şeyler başarabiliyor mu?
Çoğu zaman, özellikle de Hollywood filmlerinde, bilimsel olarak doğru olmayan birçok konuyu, sırf popüler bilimde tutulduğu için doğruluğuna bakmadan kullandıklarını biliyoruz. Bu gibi örnekleri ellerine yüzlerine bulaştırma şansları çok fazla! Baktığımızda basit bir sarkaç sorusu gibi görünse bile incelemekten zarar gelmez. Gerçi daha soruyu bile tam olarak bilmiyoruz.
Peki o halde bakalım Örümcek Adam: Eve Dönüş bunu başarabilmiş mi?
Kafaların karışmaması için tahtadaki soruyu temize çekelim.
Şunu düşünelim, bu soru gerçekten ne soruyor? Ne sormalı? Ya da ne sorabilir? Söylediğim üzere filmler fizik jargonuna o kadar hakim değiller. Zaten hakim olmalarını beklemek de saçma olur. O yüzden ne soruyor, neden soruyor emin değilim. Bu sebepten ötürü en baştan yani sorulan sorunun doğruluğuna bakmakla işe başlayalım.
Hocanın sorduğu soru yanlış olabilir. “Doğrusal ivme” ne anlama geliyor? Gerçekten! Düşünmenizi istiyorum. Önümüzde iki seçenek var. Doğrusal bir şeyden bahsederken aslında kastımız tek boyutta olabilir. Fakat tahtada soruyu görüyoruz ve biliyoruz ki bu soru tahtadaki şekille ilgili, o yüzden doğrusalın tek boyutla ilgili olduğu kulağa pek mantıklı gelmiyor.
Peki diğer seçenek ne? Doğrusalın hareket yönünde olan ivmenin bir bileşeni olması olabilir mi? Şaka yapmıyorum! Fizikten anlayanlar dalga geçmeyin lütfen! Biliyorum kulağa çılgınca geliyor ama gelin önce ortalama ivmeyi tanımlayarak başlayalım.
Şimdi bu formül bize ne anlatıyor? Formülde ‘a’ ivme, ‘v’ hız, ‘t’ ise zamandır öyle değil mi? Ayrıca bir tarafı kalın duran üçgen de ‘delta’ yani değişim işaretidir. O çok önemli değil ya da önemli mi? En azından bu yazı için hayır! Başka bir yazıda onu da konuşuruz merak etmeyin.
Konuya dönecek olursak buradan şu sonucu çıkarabiliriz. Formül bizlere ivmenin, hızdaki değişimin bir zaman aralığında bölümü olduğunu anlatmak istiyor. Fakat bi’dakika hem hız hem de ivme vektöreldir. “Vektör ne demek?” diye soracak olan sözelciler ya da dilciler için şöyle açıklayayım: Vektörler, karmaşık kavramlar gibi görünseler de hız ve kuvvet gibi fizikte çok kullanılan yönlü fiziksel niceliklerle işlemler yapmak için gereklidir. Yön içeren işlemlerde işlem sonrası yönlerin nasıl değiştiğini takip etmekte büyük kolaylık sağlarlar.
Şimdi neden dikkat ettiğimi anladınız mı? Odaklanın! İpte sallanan bir kütleyi düşünün. Kütle bir uçtan bir diğer uca gitmek için hareket etmeye başladığında aslında iki şey yapar.
İlki çok tahmin edilebilir bir şeydir. Tabii ki aşağıya indiği için hızı artar. İkincisi ise ip, onu bir daire içerisinde hareket ettirdiği için sürekli yön değiştirir. Vektör hızındaki herhangi bir değişiklik ivmelenmeye neden olacağından, bunların her ikisi de ivmedir.
Anlayacağınız doğrusal ivme, ivmenin hız değişikliğine neden olacak bileşeni olabilir. Yani… Evet! Sanki tek boyutta hareket ediyormuş gibi! İvmenin diğer bileşeni ise sadece yön değişikliğine sebep olacaktır. İşte biz buna merkezcil ivme deriz.
Burayı hallettiğimize göre soruda kafamı karıştıran bir diğer kısma geçebiliriz. Bu hocalar neden böyle! “A ve B noktaları arasında” ne anlama geliyor? Gülmeyin! Öğretmenler tanımları düzgün yapmıyor. Sonra çocukların kafası karışınca anlamadığını zannediyorlar. Flash’a büyük bir haksızlık söz konusu! Şimdi soruda 1. ve 2. noktalar açıkça görünüyor. Yani yüksek ihtimal öğretmenimizin kastettiğini noktalar bunlar.
İşte bu soruyla ilgili asıl sorun şu: Salınımın o kısmında ivme sabit değil. Bu, hesaplamayı biraz zorlaştırıyor. Lise düzeyi için oldukça fazla emek isteyen bir soru olur. Diğer bir seçenek ise noktalardan sadece birindeki ivmeyi hesaplamaktır. Belki 1. nokta veya belki 2. noktayı hesaplayarak sonuca ulaşabiliriz. Kim bilir!
Peter’ın bu soruyu nasıl yanıtladığını bilmiyorum. Yani henüz!
O zaman gerçek cevabı bulmak en mantıklı seçeneğimiz olmalı. Tabii bunu yapmak için tüm cevapları bulmamız gerekecek. Böylece Peter’ın cevabı ile karşılaştırıp soruda ne sorulduğunu anlama şansımız olacaktır.
İlk olarak, 1 noktasında ki ivme nedir?
O zaman ondan başlayalım. Önce ipin gerilmez olduğunu varsaymamız gerek. Biliyorum biliyorum! Öyle olmasa çok daha zor olur ama bizler öğrenirken bu gibi durumları yok saydığımız hatırlatılmıyor. O yüzden ben hatırlatmak istedim.
İp, kütlenin dairesel bir yolda ilerlemesini sağlamak için sabitleyici noktasından uzaklaşma eğilimi gösterecektir. Gösterilen 1 noktasında kütlemizin hareketi durur ve sabit noktaya doğru ya da noktadan uzağa doğru hızlanmaz. Sadece tele dik olan bir yönde hız kazanabilir. İpteki gerilim bu dikey yönde hiç çekmez. Lisede yaptığımız bileşenlerine ayırma işlemi bu sayede gerçekleşir. Bu sebepten ötürü bileşeni şu büyüklükte olur:
Bu net kuvvet ise aslında kütle ve ivmeden çıkan net kuvvete eşittir. Peki! Bunu nereden biliyoruz? Newton’un hareket kanunlarından tabii ki. O zaman elimize şöyle bir şey geçmiş olur:
Anlayacağınız üzere bu da şu sonucu verir:
Birinci Çinko! İşte Peter Parker bu cevabı vermişti. İkinci Çinko! Oha! Gerçekten kütleler birbirini götürüyormuş. (Şaka yapıyorum bunu zaten biliyordum.)
Hatırlamamız gereken başka bir şey ise 2 noktasında bulunan doğrusal ivme, o da doğrusal ivmedir fakat tam tersi yönde işleyecektir. Yani 2 noktasında ivme nedir? Sorusunu ayrıca yazmama gerek yok. Zaten bulduk. Teşekkürler fizik!
Peki ya 1. ve 2. noktalar arasında bulunan ortalama ivme nedir?
Sonuçta Peter’ın öğretmeni böyle bir soru sormuş da olabilir. Peki bu durumda ne yapmalıyız? Belki ortalama ivmenin tanımını düşünerek başlayabiliriz. Ortalama ivme dediğimiz şey hızda bulunan herhangi bir değişimin zamandaki değişime bölümüydü öyle değil mi? Zaten ortalama terimini gördüğümüz bir yerde bir şeyin, başka bir şeye bölüneceğini anlıyoruz. Sonuç ivmeyi verecekse tabii ki hızın zamana bölümü aklımıza gelmesi gerek.
Sallanan top dinlenmeye başlar ve ardından durursa hızlarımızın her ikisi de durur yani sıfırlanır. Bu ne demek? Hızdaki değişim sıfır olur. Hızdaki bu değişim bize ortalama ivmenin de sıfır olduğunu verir.
Aslında Peter soruyu “ivme sadece sıfır olduğu için kütleler birbirini götürür” diye cevaplamış olsaydı baya bi’iyi olurdu.
Daha İyi Bir Soru Sorulabilir Miydi?
Kardeşimle film izlerken bir şeylerin yanlış gittiğini görürsek filmi orada durdurur ve uzun uzun nerede hata yaptıklarını konuşuruz. Ardından da olası alternatif senaryolar üzerine kafa patlatırız. Bunu yapmak yani sahneyi enine boyuna tartışmak, çok eğlenceli olmakla birlikte sahnenin keşfedilmemiş farklı anlamlarını ortaya çıkarmamızı sağlar.
Düşünün! Ya sorunun doğru sorulmamış olması kasti yapılmış bir tercihse… Belki de bu sahneyle yönetmen, Peter Parker’ın normal yaşamında karşılaştığı aptalca sorulara, hiç istifini bozmadan tahammül ettiğini göstermek istemiştir.
Fakat sahnenin amacı Peter’ın parlak zekasını övüp bilim insanı tarafına atıfta bulunmak olsaydı (ne de olsa kimyasal tabanlı örümcek sıvısını kendi başına, kimya dersini dinlemeye bile gerek duymadan icat etti), öğretmeni şu soruyu sorabilirdi.
Öğretmen : Benzer bir sarkacınız olsaydı ancak daha büyük bir kütleye sahip olsaydınız hareket ne olurdu?
Peter : Hem yerçekimi kuvveti hem de ivme kütleye bağlı olduğundan, kütle birbirini götürür.
Bi’ dakika! Peter bunun cevabını biliyor! Ve… Tombala! Oha! Peter bunu sallanarak her gün yapıyor zaten.
Sanırım en sonunda sorduğum soruya cevap verebileceğim. Fiziktir, fizikendir falan diye uzatmak yerine direkt sorayım. Filmlerde bilimin, mükemmelden daha az olması doğru mudur? Bana göre cevap kesin bir “evet”. Celal Şengör gibi her filme “Zırva” gözüyle baksaydım izleyecek film bulamazdım.
Filmin amacı bir hikaye anlatmaktır. Yanlış bilim bu hikayeyi anlatmaya yardım edebiliyorsa, bırakın anlatsın. Yeter ki kendi içinde bir mantık sistemi olsun. Elbette bazen film yaratıcıları hem bilimsel olarak doğru hem de filmin olay örgüsünü ilerleten seçimler yapabilir -bu en iyi senaryodur- ancak bu her zaman mümkün değildir.
Filmlerde bilimin mükemmel olmasını talep etmek, bilimsel makalelerin her zaman kafiyeli olmasını talep etmeye benzer. Bu harika olacak olsa da…
Editör: nur
