Zor Fizik Sınav Sorusunu Çözmek İçin Helikopter Kiralayan YouTuber

Fizik sınavlarında basit olmasına rağmen bizi şaşırtabilecek bazı sorular vardır. Son yılların en kötü şöhretlilerinden biri ‘ABD Fizik Takımı’ için sorulan 2014 yeterlilik sınavı sorusudur, çünkü neredeyse hiç kimse cevap üzerinde anlaşamamıştır. Pek çok insan Amerikan Fizik Öğretmenleri Birliği tarafından sağlanan çözüme katılmamaya devam ettiği için Derek Muller -YouTube kanalı Veritasium'un arkasındaki fikir- doğru cevabı bir kez ve herkes için göstermek için yola çıktı. Bunu yapmak için gökyüzüne gitti çünkü varsayımsal soru bir helikopter ve bir ip gerektiriyor.

“Bir helikopter yatay olarak sabit hızla uçuyor. Helikopterin altında mükemmel esnekliğe sahip tek tip bir kablo asılıdır; kablodaki hava sürtünmesi ihmal edilebilir düzeyde değil. Aşağıdaki diyagramlardan hangisi, helikopter havada sağa doğru uçarken kablonun şeklini en iyi şekilde gösterir?" diye soruldu. 

Sınava girenlere seçebilecekleri beş diyagram verildi.

Bu sorunun fizikçiler, öğrenciler ve bilim meraklıları arasında tartışmalı olduğu kanıtlanmıştır. Halihazırda 4 milyon kez izlenen yeni videosunda Muller sorunun yazarı Profesör Paul Stanley ile konuştu. Veritasium'un kanalında yürütülen bir anket, doğru diyagramın hangisi olduğu konusunda pek bir anlaşma göstermiyor, ancak C diyagramı çoğu insan tarafından tercih ediliyor, ardından B ve D geliyor. (Videoya bu linkten ulaşabilirsiniz : https://www.youtube.com/watch?v=q-_7y0WUnW4 )

Muller tarafından ispatlanan sınav sorusunun cevabı B'dir. Soru tamamen kuvvetlerle ilgilidir ve bu yüzden ipin ne deneyimlediğine bakmamız gerekmektedir. İpin bir ağırlığı ve helikoptere bağlı bir gerilimi vardır. Helikopter sabit hızla hareket ettiği için de hava direncini deneyimlemektedir. Halat küçük parçalara ayrılırsa, her biri belirli bir ağırlığa sahip olacaktır ve halatın ağırlığıyla karşılaştırılabilir aynı hava direncini yaşayacaktır. Alt kısımdaki segment, az ağırlığı nedeniyle çok az gerginliğe sahiptir. İpi yukarı doğru hareket ettirdikçe gerilim artar ve üstte maksimuma ulaşır. Ancak bu gerilimin yönü ve ipin yönü değişmez çünkü ağırlık ipi aşağı çeker ve hava direnci ipi karşıya çeker, dolayısıyla oranları aynı kalır. Helikopterin sabit hızının değiştirilmesi, hava direncinin gücünü ve ipin yönünü değiştirir, ancak genel şeklini değiştirmez.

Muller videoda bu deneylerde biraz daha ileri gitti ve sorunun sınavda kullanılmamış orijinal versiyonunu, ipin altına bir ağırlık iliştirilmiş olarak yeniden üretti. Ağırlık üstünde hafif bir hava sürtünmesinde olması beklendiği gibi şekil değişti ve bu durumda doğru cevap D şıkkı oldu.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/youtuber-rents-helicopter-to-solve-tricky-physics-exam-question/