King Kong ve Fizik

Hollywood filmlerinde görsel efektler için küçük maketler sıkça
kullanılır. Örneğin bir evin patlamasını çekmek için gerçek bir
evi parçalamak yerine küçük bir maket patlatılıp sonra film
yavaşlatıldığında doğru izlenimi verir.

Gelgelelim içerisinde su olan sahnelerde bu numara çalışmıyor.
Water world filmi gelmiş geçmiş en çok para kaybeden filmlerden
biri oldu bu yüzden, çünkü sahnelerin çoğu gerçek boyutta şu
üzerinde çekilmek zorunda idi. Bir küvete küçük kayıklar koyup
biraz suyu çalkalayın. Filme çekip sonra yavaşlatın. Dalgaların
ve hareketlerin çok gerçekçi görünmediklerini farkedeceksiniz.
Emrah'ın bahsettiği transformasyonlar nokta kütlelerden oluşan ve
sadece yerçekiminin etkili olduğu sistemler için 100% çalışıyor,
ama suyun akışkanlığı işi bozuyor.

Bu örneği öğrendiğimden beri bu tip simetrilerin korunduğu ya da
bozulduğu örnekler hep ilgimi çekmekte. Geçenlerde canlıların
boyutlarıyla ilgili çok güzel iki yazı keşfettim:

1. Favori bilim adamlarımdan JBS Haldane'nin hayvanların boyutlarının getirdiği fiziksel sınırlamalarla ilgili bir yazısı.

2. Bu fiziksel sonuçların ucuz hollywood sci-fi filmlerindeki devlere ve cücelere uygulanması.

Özetle canlıları düşünürken temel kavram şu: bir yaratığın boyunu
orantılı olarak iki katına çıkardığınızda, yüzey alanları dört
katına, hacim ve kütleler sekiz katına çıkıyor. Bunun ilginç
etkileri var. Örneğin büyük hayvanlar yüksek yerlerden
bırakıldıklarında daha hızlı düşüyorlar (Aristo'ya geri mi döndük
ne :) Sebebi yerçekiminin uyguladığı kuvvetin kütle ile ama hava
direncinin alan ile orantılı olması. Dolayısıyla yüksekten atlayan
bir insan olurken, bir fareye hiç birşey olmuyor (terminal
velocity 10km/h gibi). Bir at ise çorbaya dönüyor - eskiden
bizanslılar katapultlarla hastalıklı atları kale duvarlarından
içeriye fırlatıp hastalık yayarlarmış işgal sırasında. Filleri
hayvanat bahçelerinde hapis tutan etraflarındaki zayıf çitler
değil (onlar insanları dışarıda tutmak için), kazılmış olan 1m'lik
hendek (fil oraya düşerse hayatta kalamayacağını biliyor).

Diğer örnekleri kızım Asya'da (20 aylık) gözleyebiliyorum. Çok
üşüyor (enerji üretimi kütle ile, işi kaybı ise deri yüzeyiyle
doğru orantılı), dolayısıyla çok yiyor (orantılı olarak benim
günde 15-20 lt süt içmem gibi), ve ağırlığına göre çok güçlü (kas
ve kemik gücü kesit yüzey alanlarıyla, ağırlık ise hacimle
orantılı).

Bu basit ilişkileri kullanarak King Kong'un niye mümkün olmadığını
(ilk zıpladığında tüm kemikleri kırılırdı), Brontosaurus'un niye
kafasını yere yakın tutmak zorunda olduğunu (yukarıya uzatsa bacak
damarları sıvı basıncına dayanamayıp patlar, beynine kan çıkmadığı
için bayılırdı), dev böceklerin niye var olmadığını (akciğerleri
olmadığı için hava almaları özmosa bağlı, oksijen o kadar derine
penetre etmiyor), insanların niye sihirli ışınlarla mikroskopik
boyutlara küçültülemeyeceğini (brownian motion, ışığın dalga boyu,
enerji üretimi vs vs) açıklayabiliyoruz.

Ne dersiniz, fizik 101 finalinde sorayım mı bunları bizim
öğrencilere? ;)

Related link